Tema: A química é uma ciência natural. Química no meio ambiente.

Alvo: interessar os alunos por uma nova disciplina para eles - química;

revelar o papel da química na vida humana; educar as crianças

atitude responsável em relação à natureza.

Tarefas: 1. considere o significado da palavra química, como um dos

2. determinar o significado e a relação da química com os outros

3. descobrir que efeito a química tem em uma pessoa e

Equipamentos e materiais:"Química no Guinness Book of Records";

Mercado químico: artigos relacionados; declaração dos cientistas sobre

química; água mineral; pão, iodo; xampu, comprimidos, pasta de dente

pasta, verniz, etc.

Termos e conceitos: química; substâncias: simples e complexas; químico

elemento; átomo, molécula.

Tipo de aula: aprendendo novos materiais.

Durante as aulas

EU. estágio organizacional.

O sino tocou

A lição começou. Viemos aqui para estudar

Não seja preguiçoso, mas trabalhe duro.

Trabalhamos diligentemente

Ouvimos com atenção.

Olá, pessoal

II. Realização e motivação de atividades educativas. Hoje, você começa a estudar uma nova matéria - química.

Você já se familiarizou com alguns conceitos de química nas aulas de história natural. . Dar exemplos

(Corpo, substância, elemento químico, molécula, átomo).Quais substâncias você usa em casa? (água, açúcar, sal, vinagre, refrigerante, álcool, etc.) Com o que você associa a palavra química??(Comida, roupas, água, cosméticos, casa). Não podemos imaginar nossa vida sem esses meios: como pasta de dente, xampu, pós, produtos de higiene que mantêm nosso corpo e roupas limpos e arrumados. Os objetos que nos cercam são compostos por substâncias: simples ou complexas, e elas, por sua vez, do elementos de um ou muitos. Nosso corpo também inclui quase toda a tabela periódica, por exemplo: o sangue contém o elemento químico Ferum (ferro), que, quando combinado com o oxigênio, faz parte da hemoglobina, formando os glóbulos vermelhos - eritrócitos, o estômago contém ácido clorídrico, que contribui para uma decomposição mais rápida dos alimentos, nosso corpo é composto por 70% de água, sem a qual a vida humana não é possível .. Vamos nos familiarizar com esta e outras substâncias ao longo do curso de química.

É claro que em química, como em qualquer ciência, exceto pelo entretenimento, também haverá dificuldades. Mas é difícil e interessante - é exatamente isso que uma pessoa pensante precisa, para que nossa mente não fique ociosa e preguiçosa, mas trabalhe e trabalhe constantemente. Portanto, o tema da primeira lição é uma introdução à química como uma das ciências naturais.

Escrevemos em um caderno:

Trabalho de classe.

Tópico: A química é uma ciência natural. Química no meio ambiente.

III. Aprendendo novos materiais.

Epígrafe:

Ó vocês, ciências felizes!

Estenda as mãos diligentemente

E olhe para os lugares mais distantes.

Passa a terra e o abismo,

E as estepes, e a floresta profunda,

E a própria altura do céu.

Em todos os lugares explorar o tempo todo,

O que é grande e bonito

O que o mundo ainda não viu... ..

Nas entranhas da terra você, Química,

Penetrou na nitidez do olhar,

E o que a Rússia contém nele,

Abra os tesouros do tesouro...

M.V. Lomonosov "Ode de Gratidão"

Fiz minuto

Alças puxadas para o céu (puxe para cima)

A coluna foi esticada (separada)

Todos nós tivemos tempo para descansar (aperte suas mãos)

E sentou-se à mesa novamente.

A palavra “química” vem da palavra “himi” ou “huma” do antigo Egito, como terra preta, ou seja, preta como terra, que lida com vários minerais.

Na vida cotidiana, muitas vezes você encontra reações químicas. Por exemplo:

Uma experiência: 1. Coloque uma gota de iodo no pão, batatas - cor azul, que é uma reação qualitativa ao amido. Você pode testar a si mesmo em outros objetos quanto ao teor de amido.

2. Abra uma garrafa de água gaseificada. Há uma reação de decomposição do ácido carbônico ou carbonato em dióxido de carbono e água.

H2CO3CO2 + H2O

3. Ácido acético + dióxido de carbono de soda + acetato de sódio. Avós e mães fazem tortas para você. Para que a massa fique macia e fofa, é adicionado refrigerante com vinagre.

Todos esses fenômenos são explicados pela química.

Alguns fatos interessantes relacionados à química.:

Por que a mimosa tímida é chamada assim?

A tímida planta mimosa é conhecida pelo fato de que suas folhas se dobram quando alguém a toca e depois de um tempo elas se endireitam novamente. Esse mecanismo se deve ao fato de que áreas específicas do caule da planta, quando estimuladas externamente, liberam substâncias químicas, incluindo íons de potássio. Eles agem nas células das folhas, a partir das quais começa a saída de água. Por causa disso, a pressão interna nas células diminui e, como resultado, o pecíolo e as pétalas das folhas se enrolam, e esse efeito pode ser transmitido ao longo da cadeia para outras folhas.

Uso de pasta de dente: remove a placa bacteriana do chá na xícara, pois contém refrigerante, que o limpa.

Inquérito sobre a morte do imperador Napoleão .

O capturado Napoleão, acompanhado de sua escolta em 1815, chegou à ilha de Santa Helena, com uma saúde invejável, mas em 1821 veio a falecer. Ele foi diagnosticado com câncer de estômago. Mechas do cabelo do falecido foram cortadas e distribuídas aos devotos apoiadores do imperador. Então eles chegaram ao nosso tempo. Em 1961, foram publicados estudos do cabelo de Napoleão para arsênico. Descobriu-se que o cabelo continha um teor aumentado de arsênico e antimônio, que foram gradualmente misturados à comida, o que causou envenenamento gradual. Assim, a química, um século e meio após a morte, ajudou a solucionar alguns crimes.

Trabalhando com o livro didático 5 encontre e escreva a definição do conceito de química.

A química é a ciência das substâncias e suas transformações. Como ciência, é exata e experimental, pois é acompanhada de experimentos, ou um experimento, ao mesmo tempo, os cálculos necessários são realizados e depois disso apenas as conclusões são tiradas.

Os químicos estudam a variedade de substâncias e suas propriedades; fenômenos que ocorrem com substâncias; composição de substâncias; estrutura; propriedades; condições de transformação; possibilidades de uso.

Distribuição de substâncias na natureza. Considere a Figura 1. Que conclusão pode ser tirada disso.(As substâncias existem não apenas na Terra, mas também fora dela.) Mas todas as substâncias são compostas de elementos químicos. Algumas informações sobre elementos químicos e substâncias estão listadas no Guinness Book of Records: por exemplo

O elemento mais comum: na litosfera - oxigênio (47%), na atmosfera - nitrogênio (78%), fora da Terra - hidrogênio (90%), o mais caro - Califórnia.

O metal mais maleável - ouro de 1 g pode ser puxado para um fio de 2,4 km de comprimento (2.400 m), o mais duro - cromo, o mais quente - e eletricamente condutor - prata. A substância mais cara é o interferon: um milionésimo micrograma de um medicamento puro custa US$ 10.

A química está intimamente relacionada com outras ciências naturais. Que ciências naturais você pode nomear?

Considere o diagrama 1. 6

Ecologia Agricultura Agroquímica

Física

Física Química Biologia Bioquímica Medicina

Matemática Geografia Astronomia Cosmoquímica

química Farmacêutica

Mas, além disso, a própria química também pode ser classificada:

Classificação química

Analítica Orgânica Inorgânica

química Geral

Tudo isso será estudado ao longo do curso de química da escola.

O homem deve existir em harmonia com a natureza, mas ao mesmo tempo ele mesmo a destrói. Cada um de vocês pode proteger e poluir a natureza. Papel, polietileno, plástico - você precisa jogar apenas em lixeiras especiais e não espalhar onde estiver, pois eles não se decompõem. Ao queimar plástico e polietileno, são liberadas substâncias muito tóxicas que afetam os seres humanos. No outono, quando as folhas são queimadas, também são formadas substâncias tóxicas, embora possam ser empilhadas para o processo de apodrecimento e depois usadas como fertilizantes biológicos. O uso de produtos químicos domésticos leva à poluição da água. Portanto, a preservação da natureza para as gerações futuras depende da atitude cuidadosa de cada um de nós para com ela, ao nível da cultura, do conhecimento químico.

4. Generalização e sistematização do conhecimento.

1. Continue a definição:

Química é…………………………………………………………………….

2. Escolha as afirmações corretas:

uma. Química - Humanidades

b. A química é uma ciência natural.

dentro. O conhecimento de química é necessário apenas para biólogos.

d. Os produtos químicos são encontrados apenas na Terra.

e) Para viver, respirar, uma pessoa precisa de dióxido de carbono.

e. A vida no planeta não é possível sem oxigênio.

3. Das ciências dadas que estão interligadas com a química, selecione aquelas relacionadas às definições.

Bioquímica, Ecologia, Físico-química, Geologia, Agroquímica

1. Os processos químicos que ocorrem no corpo humano são estudados pela ciência - Bioquímica.

2. A ciência da proteção ambiental chama-se Ecologia

3. Exploração de minerais - Geologia

4. A transformação de algumas substâncias em outras é acompanhada pela absorção ou liberação de calor, a ciência da Físico-Química estuda

5. O estudo do efeito dos fertilizantes no solo e nas plantas é a ciência da Agroquímica.

4. Que influência tem a Química na natureza.

V. Resumindo a lição.

Do material apresentado conclui-se que a Química é a ciência das substâncias e suas transformações. No mundo moderno, uma pessoa não pode imaginar sua vida sem produtos químicos. Praticamente não há indústria em que o conhecimento químico não seja necessário. O impacto da química e dos produtos químicos nos seres humanos e no meio ambiente, tanto positivo quanto negativo. Cada um de nós pode salvar um pedaço da natureza, tal como ela é. Proteja o meio ambiente.

VI. Trabalho de casa.

2. Responda às perguntas da pág. dez. 1- oralmente, 2-4 por escrito.

3. Elaborar relatórios sobre o tema: "A história do desenvolvimento da química como ciência"

A ciência é uma das áreas mais importantes da atividade humana no atual estágio de desenvolvimento da civilização mundial. Hoje existem centenas de disciplinas diferentes: ciências técnicas, sociais, humanitárias, naturais. O que eles estão estudando? Como a ciência natural se desenvolveu no aspecto histórico?

A ciência natural é...

O que é ciência natural? Quando se originou e em que direções consiste?

A ciência natural é uma disciplina que estuda os fenômenos naturais e os fenômenos externos ao objeto de pesquisa (o homem). O termo "ciência natural" em russo vem da palavra "natureza", que é sinônimo da palavra "natureza".

A fundação da ciência natural pode ser considerada matemática, assim como filosofia. Em geral, todas as ciências naturais modernas surgiram deles. A princípio, os naturalistas tentaram responder a todas as questões relativas à natureza e suas diversas manifestações. Então, à medida que o assunto da pesquisa se tornou mais complexo, as ciências naturais começaram a se dividir em disciplinas separadas, que com o tempo se tornaram cada vez mais isoladas.

No contexto dos tempos modernos, a ciência natural é um complexo de disciplinas científicas sobre a natureza, tomadas em sua estreita relação.

A história da formação das ciências naturais

O desenvolvimento das ciências naturais ocorreu gradualmente. No entanto, o interesse humano pelos fenômenos naturais se manifestou na antiguidade.

A naturfilosofia (na verdade, a ciência) desenvolveu-se ativamente na Grécia antiga. Pensadores antigos, com a ajuda de métodos primitivos de pesquisa e, às vezes, intuição, foram capazes de fazer várias descobertas científicas e suposições importantes. Mesmo assim, os filósofos naturais tinham certeza de que a Terra gira em torno do Sol, podiam explicar os eclipses solares e lunares e medir com bastante precisão os parâmetros do nosso planeta.

Na Idade Média, o desenvolvimento da ciência natural desacelerou visivelmente e dependia fortemente da igreja. Muitos cientistas da época foram perseguidos pela chamada heterodoxia. Todas as pesquisas e pesquisas científicas, de fato, se resumiam à interpretação e fundamentação das escrituras. No entanto, na era da Idade Média, a lógica e a teoria se desenvolveram significativamente. Também vale a pena notar que nessa época o centro da filosofia natural (o estudo direto dos fenômenos naturais) se deslocou geograficamente para a região árabe-muçulmana.

Na Europa, o rápido desenvolvimento das ciências naturais começa (retoma) apenas nos séculos XVII-XVIII. Este é um momento de acumulação em grande escala de conhecimento factual e material empírico (resultados de observações e experimentos de "campo"). As ciências naturais do século XVIII também se baseiam em suas pesquisas sobre os resultados de inúmeras expedições geográficas, viagens e estudos de terras recém-descobertas. No século 19, o pensamento lógico e teórico novamente veio à tona. Neste momento, os cientistas estão processando ativamente todos os fatos coletados, apresentando várias teorias, formulando padrões.

Tales, Eratóstenes, Pitágoras, Cláudio Ptolomeu, Arquimedes, Galileu Galilei, René Descartes, Blaise Pascal, Nikola Tesla, Mikhail Lomonosov e muitos outros cientistas famosos devem ser encaminhados aos naturalistas mais destacados da história da ciência mundial.

O problema da classificação das ciências naturais

As ciências naturais básicas incluem: matemática (que também é frequentemente chamada de "rainha das ciências"), química, física, biologia. O problema da classificação das ciências naturais existe há muito tempo e preocupa as mentes de mais de uma dezena de cientistas e teóricos.

Este dilema foi melhor tratado por Friedrich Engels, um filósofo e cientista alemão que é mais conhecido como amigo íntimo de Karl Marx e co-autor de sua obra mais famosa chamada Capital. Ele foi capaz de distinguir dois princípios principais (abordagens) da tipologia das disciplinas científicas: esta é uma abordagem objetiva, bem como o princípio do desenvolvimento.

O mais detalhado foi oferecido pelo metodologista soviético Bonifaty Kedrov. Não perdeu sua relevância até hoje.

Lista de ciências naturais

Todo o complexo de disciplinas científicas é geralmente dividido em três grandes grupos:

• ciências humanas (ou sociais);
• técnico;
• natural.

A natureza é estudada por este último. A lista completa de ciências naturais é apresentada abaixo:

• astronomia;
• biologia;
• o remédio;
• geologia;
• Ciência do Solo;
• física;
• história Natural;
• química;
• botânica;
• zoologia;
• psicologia.

Quanto à matemática, os cientistas não têm uma opinião comum sobre a qual grupo de disciplinas científicas ela deve ser atribuída. Alguns a consideram uma ciência natural, outros uma exata. Alguns metodologistas incluem a matemática em uma classe separada das chamadas ciências formais (ou abstratas).

Química

A química é uma vasta área das ciências naturais, cujo principal objeto de estudo é a matéria, suas propriedades e estrutura. Essa ciência também considera objetos no nível atômico-molecular. Também estuda ligações químicas e reações que ocorrem quando diferentes partículas estruturais de uma substância interagem.

Pela primeira vez, a teoria de que todos os corpos naturais consistem em elementos menores (não visíveis aos humanos) foi apresentada pelo antigo filósofo grego Demócrito. Ele sugeriu que toda substância inclui partículas menores, assim como as palavras são compostas de letras diferentes.

A química moderna é uma ciência complexa que inclui várias dezenas de disciplinas. Estas são a química orgânica e inorgânica, a bioquímica, a geoquímica e até a cosmoquímica.

Física

A física é uma das ciências mais antigas da Terra. As leis por ela descobertas são a base, o fundamento de todo o sistema de disciplinas das ciências naturais.

O termo "física" foi usado pela primeira vez por Aristóteles. Naqueles tempos distantes, era filosofia praticamente idêntica. A física começou a se tornar uma ciência independente apenas no século XVI.

Hoje, a física é entendida como uma ciência que estuda a matéria, sua estrutura e movimento, bem como as leis gerais da natureza. Existem várias seções principais em sua estrutura. Estes são a mecânica clássica, a termodinâmica, a teoria da relatividade e alguns outros.

Geografia física

A demarcação entre as ciências naturais e humanas corria como uma linha grossa através do "corpo" da outrora unificada ciência geográfica, dividindo suas disciplinas individuais. Assim, a geografia física (em oposição à econômica e social) encontrou-se no seio das ciências naturais.

Esta ciência estuda a concha geográfica da Terra como um todo, bem como os componentes naturais individuais e os sistemas que compõem sua composição. A geografia física moderna consiste em vários deles:

• ciência da paisagem;
• geomorfologia;
• climatologia;
• hidrologia;
• oceanologia;
• ciência do solo e outros.

Ciências Naturais e Humanas: Unidade e Diferenças

Humanidades, ciências naturais - estão tão distantes quanto parece?

É claro que essas disciplinas diferem no objeto de pesquisa. As ciências naturais estudam a natureza, as humanidades concentram sua atenção no homem e na sociedade. As humanidades não podem competir com as disciplinas naturais em precisão, elas não são capazes de provar matematicamente suas teorias e confirmar hipóteses.

Por outro lado, essas ciências estão intimamente relacionadas, entrelaçadas umas com as outras. Principalmente no século 21. Assim, a matemática foi introduzida há muito tempo na literatura e na música, na física e na química - na arte, na psicologia - na geografia social e na economia, e assim por diante. Além disso, há muito é óbvio que muitas descobertas importantes são feitas apenas na junção de várias disciplinas científicas, que, à primeira vista, não têm absolutamente nada em comum.

Finalmente...

A ciência natural é um ramo da ciência que estuda os fenômenos, processos e fenômenos naturais. Há um grande número de tais disciplinas: física, matemática e biologia, geografia e astronomia.

As ciências naturais, apesar das inúmeras diferenças de assunto e métodos de pesquisa, estão intimamente relacionadas às disciplinas sociais e humanitárias. Essa conexão é especialmente forte no século 21, quando todas as ciências convergem e se entrelaçam.

Todo o mundo diverso ao nosso redor é matéria que aparece em duas formas: substâncias e campos. Substânciaé formado por partículas que possuem massa própria. Campo- uma forma de existência da matéria, que é caracterizada pela energia.

A propriedade da matéria é tráfego. As formas de movimento da matéria são estudadas por várias ciências naturais: física, química, biologia, etc.

Não se deve supor que haja uma correspondência estrita inequívoca entre as ciências, por um lado, e as formas de movimento da matéria, por outro. Deve-se ter em mente que, em geral, não existe tal forma de movimento da matéria que existiria em sua forma pura, separada de outras formas. Tudo isso enfatiza a dificuldade de classificar as ciências.

X imyu pode ser definida como uma ciência que estuda a forma química do movimento da matéria, que é entendida como uma mudança qualitativa nas substâncias: A química estuda a estrutura, propriedades e transformações das substâncias.

Para fenômenos químicos refere-se a fenômenos em que uma substância é convertida em outra. Os fenômenos químicos são também conhecidos como reações químicas. Os fenômenos físicos não são acompanhados pela transformação de uma substância em outra.

No coração de toda ciência está um conjunto de crenças anteriores, filosofias fundamentais e respostas à pergunta sobre a natureza da realidade e do conhecimento humano. Esse conjunto de crenças, valores compartilhados por membros de uma determinada comunidade científica é chamado de paradigmas.

Os principais paradigmas da química moderna:

1. Estrutura atômica e molecular da matéria

2. Lei da conservação da matéria

3. Natureza eletrônica da ligação química

4. Relação inequívoca entre a estrutura da matéria e suas propriedades químicas (lei periódica)

Química, física, biologia apenas à primeira vista podem parecer ciências distantes umas das outras. Embora os laboratórios de um físico, um químico e um biólogo sejam muito diferentes, todos esses pesquisadores lidam com objetos naturais (naturais). Isso distingue as ciências naturais da matemática, história, economia e muitas outras ciências que estudam o que não é criado pela natureza, mas principalmente pelo próprio homem.

A ecologia está próxima das ciências naturais. Não se deve pensar que a ecologia é uma química "boa", em contraste com a química "ruim" clássica que polui o meio ambiente. Não existe química "ruim" ou física nuclear "ruim" - existe progresso científico e tecnológico ou sua falta em algum campo de atividade. A tarefa do ecologista é usar as novas conquistas das ciências naturais para minimizar o risco de perturbar o habitat dos seres vivos com o máximo benefício. O equilíbrio “risco-benefício” é objeto de estudo dos ecologistas.

Não há limites estritos entre as ciências naturais. Por exemplo, a descoberta e o estudo das propriedades de novos tipos de átomos já foram considerados tarefa dos químicos. No entanto, descobriu-se que, dos tipos de átomos atualmente conhecidos, alguns foram descobertos por químicos e outros - por físicos. Este é apenas um dos muitos exemplos de "fronteiras abertas" entre física e química.

A vida é uma cadeia complexa de transformações químicas. Todos os organismos vivos absorvem algumas substâncias do ambiente e liberam outras. Isso significa que um biólogo sério (botânico, zoólogo, médico) não pode prescindir do conhecimento de química.

Mais tarde veremos que não existe uma fronteira absolutamente precisa entre transformações físicas e químicas. A natureza é uma só, por isso devemos sempre lembrar que é impossível compreender a estrutura do mundo ao nosso redor, mergulhando em apenas uma das áreas do conhecimento humano.

A disciplina "Química" está conectada com outras disciplinas de ciências naturais por conexões interdisciplinares: as anteriores - com matemática, física, biologia, geologia e outras disciplinas.

A química moderna é um sistema ramificado de muitas ciências: química inorgânica, orgânica, física, analítica, eletroquímica, bioquímica, que são dominadas pelos alunos em cursos subsequentes.

O conhecimento do curso de química é necessário para o estudo bem-sucedido de outras disciplinas científicas gerais e especiais.

Figura 1.2.1 - O lugar da química no sistema das ciências naturais

O aperfeiçoamento dos métodos de pesquisa, principalmente a tecnologia experimental, levou à divisão da ciência em áreas cada vez mais restritas. Como resultado, a quantidade e "qualidade", ou seja, a confiabilidade das informações aumentou. No entanto, a impossibilidade de uma pessoa ter conhecimento completo, mesmo para áreas científicas afins, criou novos problemas. Assim como na estratégia militar os pontos mais fracos de defesa e ofensiva estão na junção das frentes, na ciência as áreas que não podem ser classificadas de forma inequívoca continuam sendo as menos desenvolvidas. Entre outras razões, nota-se também a dificuldade em obter o nível de qualificação adequado (grau académico) para os cientistas que trabalham nas áreas da “junção das ciências”. Mas as principais descobertas do nosso tempo também estão sendo feitas lá.

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Assunto e tarefas de química. Lugar da química entre as ciências naturais

Química refere-se às ciências naturais que estudam o mundo ao nosso redor. Estuda a composição, propriedades e transformações das substâncias, bem como os fenômenos que acompanham essas transformações. Uma das primeiras definições da química como ciência foi dada pelo cientista russo M.V. Lomonosov: "A ciência química considera as propriedades e mudanças dos corpos... a composição dos corpos... explica a razão do que acontece com as substâncias durante as transformações químicas."

Segundo Mendeleev, a química é o estudo dos elementos e seus compostos. A química está intimamente relacionada com outras ciências naturais: física, biologia, geologia. Muitas seções da ciência moderna surgiram na interseção dessas ciências: físico-química, geoquímica, bioquímica, bem como com outros ramos da ciência e tecnologia. Métodos matemáticos são amplamente utilizados nele, cálculos e modelagem de processos em computadores eletrônicos são usados. Na química moderna, surgiram muitas seções independentes, das quais as mais importantes, além das mencionadas acima, são química inorgânica, química orgânica, engenharia química. polímeros, química analítica, eletroquímica, química coloidal e outros. O objeto de estudo da química são as substâncias. Eles são geralmente divididos em misturas e substâncias puras. Entre estes últimos, destacam-se o simples e o complexo. São conhecidas mais de 400 substâncias simples e substâncias muito mais complexas: várias centenas de milhares, relacionadas com inorgânicas, e vários milhões de orgânicas. O curso de química estudado no ensino médio pode ser dividido em três partes principais: química geral, química inorgânica e química orgânica. A química geral considera os conceitos químicos básicos, bem como os padrões mais importantes associados às transformações químicas. Esta seção inclui os fundamentos de várias seções da ciência moderna: “química física, cinética química, eletroquímica, química estrutural, etc. A química inorgânica estuda as propriedades e transformações de substâncias inorgânicas (minerais). Química Orgânica de. propriedades e transformações de substâncias orgânicas.

Conceitos básicos de química analítica (analítica)

química analítica espectral fotométrica

Química Analítica ocupa um lugar especial no sistema das ciências. Com sua ajuda, os cientistas acumulam e verificam fatos científicos, estabelecem novas regras e leis.

A análise química é necessária para o desenvolvimento bem sucedido de ciências como bioquímica e fisiologia de plantas e animais, ciência do solo, agricultura, agroquímica, microbiologia, geoquímica e mineralogia. O papel da química analítica no estudo de fontes naturais de matérias-primas está em constante crescimento. Químicos analíticos monitoram continuamente a operação das linhas tecnológicas e a qualidade dos produtos nas indústrias alimentícia, farmacêutica, química, nuclear e outras.

Análises químicas baseado nas leis fundamentais da química geral. Portanto, para dominar os métodos analíticos, é necessário conhecer as propriedades das soluções aquosas, as propriedades ácido-base e redox das substâncias, as reações de complexação, os padrões de formação de precipitados e sistemas coloidais.

(A química analítica, ou analítica, é um ramo da ciência química que desenvolve, com base nas leis fundamentais da química e da física, métodos e técnicas fundamentais para a análise qualitativa e quantitativa da composição atômica, molecular e de fases de uma substância.

A química analítica é a ciência de determinar a composição química, métodos de identificação de compostos químicos, princípios e métodos para determinar a composição química de uma substância e sua estrutura.

A análise de uma substância significa obter dados empiricamente sobre a composição química de uma substância por quaisquer métodos - físicos, químicos, físico-químicos.

É necessário distinguir entre o método e a metodologia de análise. O método de análise de uma substância é uma breve definição dos princípios subjacentes à análise de uma substância. Método de análise - uma descrição detalhada de todas as condições e operações que fornecem características regulamentadas, incluindo - a exatidão e reprodutibilidade dos resultados da análise.

Estabelecer a composição química reduz-se a resolver o problema: quais substâncias estão incluídas na composição do estudo e em que quantidade.

A química analítica moderna (analítica) inclui duas seções

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A análise química qualitativa é a determinação (descoberta) de elementos químicos, íons, átomos, grupos atômicos, moléculas na substância analisada.

A análise química quantitativa é a determinação da composição quantitativa de uma substância, ou seja, a determinação do número de elementos químicos, íons, átomos, grupos atômicos, moléculas na substância analisada. É possível dar outra definição (equivalente) de análise quantitativa, refletindo não apenas seu conteúdo, mas também o resultado final, a saber: a análise quantitativa de uma substância é uma determinação experimental (medição) da concentração (quantidade) de elementos químicos ( compostos) ou suas formas na substância analisada, expressos como os limites do intervalo de confiança ou um número com indicação do desvio padrão.

Qualquer método de análise usa um determinado sinal analítico- parâmetro químico, físico-químico, físico que caracteriza uma determinada propriedade da substância em estudo. Por isso, todos os métodos a natureza da propriedade medida ou o método de registro do sinal analítico geralmente divididos em três grandes grupos:

Grupos de métodos de análise.

1) métodos químicos de análise - quando os dados são obtidos como resultado de precipitação, evolução gasosa, mudança de cor;

2) métodos físico-químicos de análise - qualquer alteração física ou química nas quantidades pode ser registrada;

3) métodos físicos de análise

Métodos de análise instrumentais (físicos e físico-químicos) -- métodos baseados no uso de dependências entre as propriedades físicas medidas de substâncias e sua composição qualitativa e quantitativa.

Química (ou clássica)	Métodos que utilizam sinais analíticos no decorrer de reações químicas. Tais sinais são precipitação, evolução de gás, formação de compostos complexos, mudança de cor, etc. Os métodos químicos incluem análise sistemática qualitativa de cátions e ânions, bem como métodos químicos quantitativos - gravimetria (análise de peso), titrimetria (análise de volume).
Fisico quimica	Reações químicas também são usadas, mas fenômenos físicos são usados ​​como um sinal analítico. Esses métodos incluem: eletroquímico, fotométrico, cromatográfico, cinético.
Fisica	Eles não requerem reações químicas, mas estudam as propriedades físicas de uma substância de tal forma que o sinal analítico esteja relacionado à sua natureza e quantidade. Estes são espectros ópticos de emissão, absorção, raios-x, ressonância magnética.

Para métodos químicos incluir:

Análise gravimétrica (peso)

Análise titrimétrica (volume)

Análise volumétrica de gás

Para métodos físicos e químicos incluem todos os métodos de análise instrumental:

Fotocolorimétrico

Espectrofotométrico

Nefelométrico

potenciométrico

Condutométrico

Polarográfico

Para físicos incluem:

Emissão espectral

Radiométrico (método do átomo marcado)

Espectral de raios-X

Luminescente

ativação de nêutrons

Emissão (fotometria de chama)

Absorção atômica

Ressonância magnética nuclear

Fmétodos físico-químicos de análise

Os métodos físico-químicos baseiam-se na realização de reações analíticas, cujo fim é determinado com instrumentos.

Os dispositivos medem a mudança na absorção de luz, condutividade elétrica e outras propriedades físico-químicas das substâncias, dependendo da concentração do analito. O resultado é registrado no lepto do gravador, placar digital ou de alguma outra forma.

Ao realizar análises, juntamente com equipamentos relativamente simples, são utilizados dispositivos com circuitos ópticos e eletrônicos complexos. Daí o nome comum desses métodos – métodos instrumentais de análise.

Os métodos instrumentais, via de regra, são caracterizados por alta sensibilidade, seletividade, velocidade de análise, uso de pequenas quantidades de substâncias de teste, objetividade dos resultados, possibilidade de automatizar o processo de análise e processar as informações obtidas usando um computador. Muitas determinações são fundamentalmente viáveis ​​apenas por métodos instrumentais e não possuem análogos nos métodos tradicionais gravimétricos e titrimétricos.

Isso se aplica à separação quantitativa e identificação de componentes, determinação do grupo e composição individual de misturas multicomponentes complexas, análise de traços de impurezas, determinação da estrutura de substâncias e outros problemas complexos da química analítica de óleos e petróleo. produtos.

Os seguintes grupos de métodos instrumentais de análise são da maior importância prática.

Métodos espectrais

Esses métodos de análise baseiam-se na utilização dos fenômenos de emissão de radiação eletromagnética por átomos ou moléculas da substância a ser determinada ou interação (na maioria das vezes absorção) de radiação eletromagnética por átomos ou moléculas de uma substância.

A emissão ou absorção de radiação eletromagnética leva a uma mudança na energia interna de átomos e moléculas. O estado com a menor energia interna possível é chamado de estado fundamental, todos os outros estados são chamados de estados excitados. A transição de um átomo ou molécula de um estado para outro é sempre acompanhada por uma mudança abrupta de energia, ou seja, receber ou ceder uma porção (quântica) de energia.

Os quanta de radiação eletromagnética são fótons, cuja energia está relacionada à frequência e comprimento de onda da radiação.

O conjunto de fótons emitidos ou absorvidos durante a transição de um átomo ou molécula de um estado de energia para outro é chamado de linha espectral. Se toda a energia dessa radiação estiver concentrada em uma faixa de comprimentos de onda suficientemente estreita, que pode ser caracterizada pelo valor de um comprimento de onda, essa radiação e a linha espectral correspondente são chamadas de monocromáticas.

O conjunto de comprimentos de onda da radiação eletromagnética (linhas espectrais) relacionados a um determinado átomo (molécula) é chamado de espectro de um determinado átomo (molécula). Se a energia do estado inicial E 1 for maior que a energia do estado final E 2 entre os quais ocorre a transição, o espectro resultante é um espectro de emissão; se E 1

Transições e linhas espectrais correspondentes que passam de ou para o estado fundamental são chamadas de ressonantes.

Quando os quanta são emitidos ou absorvidos pelo sistema analisado, aparecem sinais característicos que carregam informações sobre a composição qualitativa e quantitativa da substância em estudo.

A frequência (comprimento de onda) da radiação é determinada pela composição da substância. A intensidade da linha espectral (sinal analítico) é proporcional ao número de partículas que causaram seu aparecimento, ou seja, a quantidade da substância ou componente de uma mistura complexa que está sendo determinada.

Os métodos espectrais oferecem amplas oportunidades para estudar os sinais analíticos correspondentes em várias regiões do espectro de radiação eletromagnética: são raios, raios X, radiação ultravioleta (UV), óptica e infravermelha (IR), bem como microondas e ondas de rádio.

A energia dos quanta dos tipos de radiação listados cobre uma faixa muito ampla - de 10 8 a 10 6 eV, correspondendo à faixa de frequência de 10 20 a 10 6 Hz.

A natureza da interação de quanta tão diferentes em energia com a matéria é fundamentalmente diferente. Assim, a emissão de y-quanta está associada a processos nucleares, a emissão de quanta na faixa de raios X é devido a transições eletrônicas nas camadas eletrônicas internas do átomo, a emissão de quanta de radiação UV e visível ou a interação de matéria com eles é uma consequência da transição de elétrons de valência externa (este é o campo de métodos ópticos de análise) a absorção de IR e quanta de micro-ondas está associada à transição entre os níveis vibracional e rotacional das moléculas, e a radiação no O alcance das ondas de rádio é devido a transições com uma mudança na orientação dos spins dos elétrons ou núcleos atômicos.

Atualmente, vários métodos de análise são amplamente utilizados apenas em laboratórios de pesquisa. Esses incluem:

o método de ressonância paramagnética eletrônica (EPR), baseado no fenômeno de absorção ressonante por certos átomos, moléculas ou radicais de ondas eletromagnéticas (um dispositivo para determinar - um espectrômetro de rádio);

método de ressonância magnética nuclear (RMN), que utiliza o fenômeno de absorção de ondas eletromagnéticas por uma substância devido ao magnetismo nuclear (dispositivo de determinação - espectrômetro de ressonância magnética nuclear, espectrômetro de RMN);

métodos radiométricos baseados no uso de isótopos radioativos e medição de radiação radioativa;

métodos de espectroscopia atômica (análise espectral de emissão atômica, fotometria de emissão atômica de uma chama, espectrofotometria de absorção atômica), com base na capacidade dos átomos de cada elemento sob certas condições de emitir ondas de um determinado comprimento - ou absorvê-las;

métodos de espectrometria de massa baseados na determinação das massas de átomos, moléculas e radicais ionizados individuais após sua separação como resultado da ação combinada de campos elétricos e magnéticos (um dispositivo para determinação é um espectrômetro de massa).

Dificuldades na instrumentação, complexidade de operação, bem como a falta de métodos de ensaio padronizados dificultam o uso dos métodos acima em laboratórios que controlam a qualidade de produtos petrolíferos comerciais.

Métodos fotométricos

Óptico, os chamados métodos fotométricos de análise, baseados na capacidade de átomos e moléculas de absorver radiação eletromagnética, receberam a maior distribuição prática.

A concentração de uma substância em uma solução é determinada pelo grau de absorção do fluxo de luz que passou pela solução.

No método colorimétrico de análise, a absorção de raios de luz em amplas áreas do espectro visível ou em todo o espectro visível (luz branca) é medida por soluções coloridas.

O método espectrofotométrico mede a absorção de luz monocromática. Isso complica o projeto dos instrumentos, mas oferece maiores capacidades analíticas em comparação com o método colorimétrico.

A intensidade da cor de uma solução pode ser determinada visualmente (colorimetria) ou com fotocélulas (fotocolorimetria).

A maioria dos métodos visuais para comparar a intensidade de absorbância são baseados em diferentes maneiras de equalizar a intensidade da cor das duas soluções comparadas. Isso pode ser obtido alterando a concentração (métodos de diluição, série padrão, métodos de titulação colorimétrica) ou alterando a espessura da camada absorvente (método de equalização).

Usando o método de linha padrão, pegue uma linha de tubos colorimétricos com rolhas moídas, prepare uma linha padrão constante de soluções coloridas contendo quantidades sucessivamente crescentes da solução padrão. Acontece a chamada série padrão ou escala colorimétrica (escala exemplar). Você pode usar um conjunto de óculos coloridos especialmente selecionados.

Este método é a base da determinação da cor de produtos petrolíferos em uma escala de vidros coloridos padrão. Dispositivos - colorímetros tipo KNS-1, KNS-2, TsNT (ver Cap. 1).

Também é possível equalizar as intensidades dos fluxos de radiação ao compará-los alterando a largura da fenda do diafragma localizada no caminho de um dos dois fluxos comparados. Este método é usado em métodos mais precisos e objetivos para medir a intensidade da cor de uma solução em fotocolorimetria e espectrofotometria.

Para isso, são utilizados fotoeletrocolorímetros e espectrofotômetros.

A determinação quantitativa da concentração de um composto colorido pelo grau de absorção é baseada na lei Bouguer - Lambert - Beer:

As escalas dos instrumentos fotométricos são graduadas em termos de absorção A e transmissão T do meio.

Teoricamente, A varia de 0 a °° e T - de 0 a 1. Mas com precisão suficiente, o valor de A pode ser medido em uma faixa muito estreita de valores - aproximadamente 0,1-r-1,0.

Ao medir a absorção de um determinado sistema de radiações monocromáticas de vários comprimentos de onda, pode-se obter o espectro de absorção, ou seja, a dependência da absorção da luz com o comprimento de onda. O logaritmo da razão I 0 /I também é chamado de densidade óptica e às vezes é denotado por D.

O coeficiente de absorção K determina a estrutura do composto absorvente. O valor absoluto de K depende do método de expressar a concentração de uma substância em uma solução e da espessura da camada absorvente. Se a concentração for expressa em mol / dm 3 e a espessura da camada estiver em cm, o coeficiente de absorção é chamado de coeficiente de extinção molar e: em c \u003d 1M e 1 \u003d 1 cm b \u003d A, ou seja, o coeficiente de extinção molar é numericamente igual à densidade óptica da solução com concentração 1M, colocada em uma cubeta com espessura de camada de 1 cm. Para análise fotométrica, a absorção de luz no ultravioleta (UV), visível e infravermelho (IR) regiões do espectro é da maior importância.

A luz solar incolor, a chamada luz branca, passando por um prisma, é decomposta em vários raios coloridos. Raios de cores diferentes têm comprimentos de onda diferentes. O comprimento de onda de um feixe monocromático, ou seja, um feixe de uma determinada cor, é medido em nanômetros (nm) ou micrômetros (µm). A parte visível do espectro inclui raios com comprimento de onda X de 400 a 760 nm. Raios com comprimento de onda de 100 a 400 nm formam a parte ultravioleta invisível do espectro, raios com comprimento de onda superior a 760 nm formam a parte infravermelha do espectro.

Para análise quantitativa, é mais conveniente realizar medições nas partes UV e visível do espectro, nas quais mesmo compostos complexos geralmente têm uma ou um pequeno número de bandas de absorção (ou seja, faixas de frequência de ondas de luz nas quais a absorção de luz é observado).

Para cada substância absorvente, pode-se escolher um comprimento de onda em que ocorre a absorção mais intensa dos raios de luz (a maior absorção). Este comprimento de onda é indicado por max

Para muitas determinações analíticas, é suficiente destacar uma banda espectral com uma largura de 20 a 100 nm. Isso é conseguido com a ajuda de filtros de luz que têm absorção seletiva de energia radiante e transmitem luz em uma faixa de comprimento de onda bastante estreita. Na maioria das vezes, são usados ​​filtros de vidro e a cor do filtro corresponde à parte do espectro que esse filtro transmite. Como regra, os instrumentos para análise colorimétrica são equipados com um conjunto de filtros de luz que aumentam a precisão e a sensibilidade dos métodos de análise quantitativa.

Se a área de absorção máxima máxima da solução analisada for conhecida, escolha um filtro de luz com área de transmissão máxima próxima ao máximo

Se o máximo da solução analisada não for conhecido exatamente, o filtro de luz é escolhido da seguinte forma: a densidade óptica da solução é medida introduzindo todos os filtros de luz sequencialmente; a medição é realizada em relação à água destilada. O filtro de luz, ao utilizar o qual se obtém a maior densidade óptica, é considerado o mais adequado para trabalhos posteriores.

É assim que eles fazem quando trabalham em fotoeletrocolorímetros.

Os fotoeletrocolorímetros do tipo FEK-M têm uma largura do intervalo espectral transmitido por um filtro de luz de 80100 nm, dos tipos FEK-N-57, FEK-56, FEK-60 de 3040 nm. Ao trabalhar em espectrofotômetros, a absorbância é medida em toda a faixa de operação deste dispositivo, primeiro após 1020 nm e depois de encontrar os limites de absorção máxima, após 1 nm.

Como regra, a descrição do método padrão de determinação, que o assistente de laboratório é guiado em seu trabalho, contém instruções precisas sobre as condições em que a determinação da substância é realizada.

Qualquer determinação pelo método fotométrico de análise consiste em duas etapas: transferir o analito para um estado colorido e medir a densidade óptica da solução. As reações de complexação são da maior importância no primeiro estágio. No caso de complexos fortes, um pequeno excesso do agente complexante é suficiente para a ligação completa do analito. No entanto, complexos intensamente coloridos, mas de baixa resistência, são frequentemente usados. No caso geral, é necessário criar tal excesso de reagente na solução para que sua concentração não seja inferior a 10,K (K é a constante de instabilidade do complexo).

A análise fotométrica usa reagentes que mudam de cor quando o pH da solução muda. Portanto, é necessário manter o pH em um intervalo o mais distante possível da região de transição de cor.

A análise fotométrica quantitativa baseia-se no método de curvas de calibração que mostram a dependência da densidade óptica de uma solução D da quantidade de substância c.

Para traçar a curva, a densidade óptica de cinco a oito soluções do analito de várias concentrações é medida. O gráfico de densidade óptica versus concentração é usado para determinar o conteúdo de uma substância na amostra analisada.

Na maioria dos casos (para soluções diluídas), o gráfico de calibração é expresso como uma linha reta passando pela origem. Muitas vezes há desvios da linha reta em uma direção positiva ou negativa; a razão para isso pode ser a natureza complexa do espectro do composto colorido, que leva a uma mudança no coeficiente de absorção na faixa de comprimento de onda selecionada com uma mudança na concentração da solução. Este efeito é eliminado quando a luz monocromática é usada, ou seja, ao trabalhar em espectrofotômetros.

Deve-se ter em mente que a observância da lei Bouguer-Lambert-Beer, ou seja, a natureza retilínea da curva de calibração não é um pré-requisito para uma quantificação bem-sucedida. Se, sob certas condições, for estabelecida uma dependência não linear de D em c, então ela ainda pode servir como uma curva de calibração. A concentração do analito pode ser determinada a partir desta curva, mas sua construção requer um número maior de soluções padrão. No entanto, a dependência linear da curva de calibração aumenta a precisão da determinação.

O coeficiente de absorção depende fracamente da temperatura. Portanto, o controle de temperatura em medições fotométricas não é necessário. Uma mudança de temperatura dentro de ±5°C praticamente não afeta a densidade óptica.

A natureza do solvente tem um efeito significativo na densidade óptica, tudo o mais constante, portanto a construção dos gráficos de calibração e as medições nos produtos analisados ​​devem ser realizadas no mesmo solvente.

Para trabalhar na região UV, são utilizados água, álcool, éter, hidrocarbonetos saturados.

Como a densidade óptica depende da espessura da camada, a escolha das cubetas deve ser feita de forma que os valores das densidades ópticas para uma série de soluções de referência (padrão) estejam na faixa de 0,1 - 1,0, que corresponde a o menor erro de medição.

Na prática, eles procedem da seguinte forma: encher uma cubeta de espessura média (2 ou 3 cm) com uma solução com concentração correspondente ao meio de uma série de soluções padrão e usá-la para selecionar o comprimento de onda ideal (ou filtro de luz ideal ). Se a densidade óptica obtida neste caso para a região de máxima absorção do sistema em estudo corresponder aproximadamente ao meio do intervalo ótimo (0,40,5), significa que a cubeta foi escolhida com sucesso; se ultrapassar os limites desse intersal ou estiver próximo deles, será necessário alterar a cubeta aumentando ou diminuindo sua espessura. Sujeito à lei de Bouguer - Lambert - Beer, no caso em que, ao medir este último em uma série de soluções padrão, são obtidos valores de densidade óptica> 1,0, é possível medir densidades ópticas em uma cubeta com menor espessura da camada e, tendo convertido para a espessura da camada, na qual as densidades das primeiras soluções foram medidas, coloque-as em um gráfico da dependência D = f(c).

O mesmo é feito se a cubeta não for adequada para medir as densidades ópticas de soluções do início de uma série de soluções padrão.

A faixa de concentração do analito também deve ser selecionada de tal forma que a densidade óptica medida da solução fique dentro da faixa de 0,1-1,0.

Para a análise de produtos petrolíferos, aditivos para eles, fotoeletrocolorímetros FEK-M, FEK-56, FEK-N-57, FEK-60, KFO, KFK-2, bem como espectrofotômetros SF-4A, SF-26, SF- 46 (ver Capítulo 1).

Dentre os métodos ópticos de análise, também consideramos o método refratométrico baseado na capacidade de várias substâncias de refratar a luz transmitida de diferentes maneiras. Este método é um dos instrumentais mais simples, requer pequenas quantidades do analito, a medição é realizada em um tempo muito curto. Este método pode identificar substâncias líquidas por seu índice de refração da luz, determinar o conteúdo de uma substância em uma solução (para aquelas substâncias cujo índice de refração difere acentuadamente do índice de refração do solvente). O índice de refração é uma propriedade das frações e derivados do petróleo, que deve ser determinada em laboratórios durante sua separação por adsorção.

Na refinação de petróleo, costuma-se determinar o índice de refração n D em um comprimento de onda de luz incidente de 589 nm. A medição é realizada usando um refratômetro.

O índice de refração depende da temperatura. À medida que ce aumenta, os índices de refração dos líquidos diminuem.

Tabela 1. Índices de refração de alguns compostos em diferentes temperaturas

Portanto, as medições devem ser realizadas a uma temperatura constante: (Tabela 3.1).

Como pode ser visto nos dados da Tabela. 3.1, os índices de refração medidos em diferentes temperaturas são diferentes. Portanto, além do índice que mostra o comprimento de onda da luz incidente, o índice que mostra a temperatura durante a medição está incluído na designação do índice de refração: por exemplo, n D 20 significa que o índice de refração foi medido a uma temperatura de 20 ° C e um comprimento de onda de luz 589 nm amarelo. O índice de refração de produtos petrolíferos líquidos é determinado como segue.

Antes de medir o índice de refração, as superfícies de trabalho dos prismas do refratômetro são cuidadosamente lavadas com álcool e água destilada. Em seguida, a correção da configuração da escala é verificada em relação ao fluido de cotação (ou seja, um fluido com um índice de refração conhecido). Na maioria das vezes, é usada água destilada, para a qual eu c 20 \u003d 1,3330. Em seguida, as superfícies de trabalho dos prismas são secas e 2-3 gotas do analito são adicionadas à câmara do prisma. Ao girar o espelho, o fluxo de luz é direcionado para a janela da câmara de iluminação e a aparência do campo iluminado é observada através da ocular.

Ao girar a câmara do prisma, a borda de luz e sombra é introduzida no campo de visão e, em seguida, usando a alça do compensador de dispersão, é obtida uma borda clara e não colorida. Girando cuidadosamente a câmera do prisma, aponte a borda de luz e sombra para o centro da cruz de mira e leia o índice de refração através da lupa da escala de leitura. Em seguida, eles mudam a borda do claro-escuro, combinam-na novamente com o centro da cruz de observação e fazem uma segunda contagem. Três leituras são feitas, após as quais as superfícies de trabalho dos prismas são lavadas e limpas com um pano sem fiapos, o analito é adicionado novamente, uma segunda série de medições é feita e o valor médio do índice de refração é calculado.

Durante a medição, a temperatura da câmara do prisma é mantida constante pela passagem de água do termostato através das camisas do prisma. Se o índice de refração for medido a uma temperatura diferente de 20°C, então uma correção de temperatura é aplicada ao valor do índice de refração.

Ao determinar o índice de refração de produtos petrolíferos escuros, para os quais é difícil obter um limite nítido ao usar luz transmitida, é usada a luz refletida. Para isso, abra uma janela no prisma superior, vire o espelho e ilumine a janela com luz forte.

Às vezes, neste caso, o limite não é claro o suficiente, mas ainda é possível fazer uma leitura com precisão de 0,0010. Para melhores resultados, trabalhe em uma sala pós-espuma e use luz difusa de intensidade variável, que pode ser limitada pela abertura do prisma de trabalho.

Métodos eletroquímicos

A eletroquímica é um grupo de métodos instrumentais baseados na existência de uma relação entre a composição do analito e suas propriedades eletroquímicas. Os parâmetros elétricos (intensidade da corrente, tensão, resistência) dependem da concentração, natureza e estrutura da substância envolvida na reação do eletrodo (eletroquímica) ou no processo eletroquímico de transferência de carga entre os eletrodos.

Os métodos eletroquímicos de análise são usados ​​tanto para medições diretas baseadas na dependência do sinal analítico - composição, quanto para indicar o ponto final da titulação em titrimetria.

A condutometria refere-se a métodos eletroquímicos baseados na medição da condutividade elétrica de soluções eletrolíticas sob certas condições, dependendo da concentração da solução do analito. Esta é a base do método de análise condutométrica direta, que consiste em medir diretamente a condutividade elétrica de soluções aquosas de eletrólitos em comparação com a condutividade elétrica de soluções de mesma composição, cuja concentração é conhecida. Normalmente, o método condutométrico direto é usado para analisar soluções contendo um único eletrólito em processos de controle automático de produção.

Para a prática laboratorial, a titulação condutométrica é mais comumente usada, na qual a medição da condutividade elétrica é usada para determinar o ponto de equivalência durante a titulação.

A polarografia é um método de análise baseado na medição da intensidade da corrente, que varia de acordo com a tensão durante a eletrólise, em condições em que um dos eletrodos (cátodo) tem uma superfície muito pequena e o outro (ânodo) tem uma superfície grande. A intensidade da corrente na qual uma descarga completa de todos os íons do analito que entram no espaço próximo ao eletrodo devido à difusão (corrente de difusão limitante) é alcançada é proporcional à concentração inicial do analito em solução.

A coulometria é um método de análise baseado na interação de solutos com uma corrente elétrica. A quantidade de eletricidade consumida para a eletrólise da substância na reação analítica é medida e o teor da substância de teste na amostra é calculado.

Método potenciométrico

Na prática de refino de petróleo, o método potenciométrico de análise mais utilizado baseia-se na medição do potencial de um eletrodo imerso na solução analisada. O valor do potencial que surge nos eletrodos depende da composição da solução.

A principal vantagem do método potenciométrico em comparação com outros métodos eletroquímicos de análise é a rapidez e simplicidade das medições. Utilizando microeletrodos, é possível realizar medições em amostras de até décimos de milímetro. O método potenciométrico permite realizar determinações em produtos turvos, coloridos, viscosos, excluindo as operações de filtração e destilação. O intervalo para determinar o teor de componentes em vários objetos está na faixa de 0 a 14 pH para eletrodos de vidro. Uma das vantagens do método de titulação potenciométrica é a possibilidade de sua automação total ou parcial. É possível automatizar o fornecimento de titulante, registrando a curva de titulação, desligando o fornecimento de titulante em um determinado momento da titulação, correspondente ao ponto de equivalência.

Eletrodos indicadores Na potenciometria, geralmente é utilizada uma célula galvânica, que inclui dois eletrodos que podem ser imersos na mesma solução (elemento sem transferência) ou em duas soluções de composição diferente, tendo contato líquido entre si (circuito de transferência). E.d. Com. célula galvânica é igual ao potencial que caracteriza a composição da solução.

Um eletrodo cujo potencial depende da atividade (concentração) de certos íons em uma solução é chamado de eletrodo indicador.

Para medir o potencial do eletrodo indicador na solução, mergulhe o segundo eletrodo, cujo potencial não depende da concentração dos íons que está sendo determinada. Esse eletrodo é chamado de eletrodo de referência.

Na maioria das vezes, duas classes de eletrodos indicadores são usadas na potenciometria:

eletrodos de troca de elétrons, nos limites da interfase das quais ocorrem reações com a participação de elétrons;

troca iônica, ou e são eletrodos seletivos, nos limites da interfase das quais ocorrem reações associadas à troca de íons. Esses eletrodos também são chamados de eletrodos de membrana.

Os eletrodos íon-seletivos são divididos em grupos: de vidro, sólido com membrana homogênea ou heterogênea; líquido (baseado em associados iônicos, compostos contendo metais complexos); gás.

A análise potenciométrica é baseada na equação de Nernst

E \u003d const + (0,059 / n) / lg a,

onde n é a carga do íon determinante de potencial ou o número de elétrons que participam da reação; a é a atividade dos íons determinantes de potencial.

A análise potenciométrica é utilizada para determinar diretamente a atividade dos íons em solução (potenciometria direta - ionometria), bem como para indicar o ponto de equivalência durante a titulação alterando o potencial do eletrodo indicador durante a titulação (titulação potenciométrica). Na titulação potenciométrica, podem ser usados ​​tipos de reações químicas iscc, durante as quais a concentração de íons determinantes de potencial muda: interação ácido-base (neutralização), oxidação-redução, precipitação e formação de complexos.

Durante a titulação, a fem é medida e registrada. Com. células após a adição de cada porção do titulante. No início, o titulante é adicionado em pequenas porções, ao se aproximar do ponto final (uma mudança brusca de potencial quando uma pequena porção do reagente é adicionada), as porções são reduzidas. Para determinar o ponto final de uma titulação potenciométrica, você pode usar uma forma tabular de registrar os resultados da titulação ou uma forma gráfica. A curva de titulação potenciométrica representa a dependência do potencial do eletrodo no volume do titulante. O ponto de inflexão na curva corresponde ao ponto final da titulação.

Vamos considerar com mais detalhes os principais tipos de eletrodos usados ​​na potenciometria.

eletrodos de troca de elétrons. Metais inertes, como platina e ouro, são frequentemente usados ​​como eletrodos indicadores em reações redox. O potencial que surge em um eletrodo de platina depende da razão entre as concentrações das formas oxidada e reduzida de uma ou mais substâncias em solução.

Os eletrodos indicadores de metal são feitos de uma placa de metal plana, fio torcido ou vidro metalizado. A indústria nacional produz eletrodo de platina de camada fina ETPL-01M.

Eletrodos seletivos de íons. O eletrodo de vidro mais utilizado é projetado para medir o pH.

Um eletrodo de vidro é um nome convencional para um sistema que inclui um pequeno recipiente feito de vidro isolante, no fundo do qual é soldada uma bola de vidro de eletrodo especial, que possui boa condutividade elétrica. Despeje a solução padrão no recipiente. Esse eletrodo é equipado com um coletor de corrente. Como solução padrão interno em um eletrodo de vidro, é utilizada uma solução 0,1 M de HCl com adição de cloreto de sódio ou potássio. Você também pode usar qualquer solução tampão com a adição de cloretos ou brometos. O coletor de corrente é um eletrodo de cloreto de prata, que é um fio de prata revestido com cloreto de prata. Um fio isolado e blindado é soldado ao condutor de descida.

O eletrodo de vidro é geralmente usado em conjunto com um eletrodo de referência de cloreto de prata.

O potencial do eletrodo de vidro é devido à troca de íons de metais alcalinos no vidro com íons de hidrogênio da solução. O estado de energia dos íons no vidro e na solução é diferente, o que leva ao fato de que a superfície do vidro e a solução adquirem cargas opostas, surge uma diferença de potencial entre o vidro e a solução, cujo valor depende do pH de a solução.

A indústria nacional produz comercialmente eletrodos de vidro ESL-11G-05, ESL-41G-04, ESL-63-07, ESL-43-07, adequados para medição de pH na faixa de 0 a 14.

Além dos eletrodos de vidro para medição de pH, também são produzidos eletrodos de vidro para medição da atividade de metais alcalinos, como íons Na+ (ECNa-51-07), íons K+ (ESL-91-07).

Antes de iniciar o trabalho, os eletrodos de vidro devem ser mantidos por algum tempo em uma solução de ácido clorídrico 0,1 M.

Sob nenhuma circunstância a esfera de vidro deve ser limpa, pois isso pode destruir a superfície do eletrodo. É estritamente proibido arranhar a superfície do eletrodo de vidro com objetos pontiagudos, pois a espessura da esfera de vidro é de décimos de milímetro, e isso danificará o elemento sensível.

eletrodos sólidos. Como elemento sensível de um eletrodo íon-seletivo com uma membrana sólida, são usados ​​compostos com condutividade iônica, eletrônica ou eletro-iônica à temperatura ambiente. Existem poucas conexões desse tipo. Normalmente, em tais compostos (AgCl, Ag 2 S, Cu 2-x S, LaF 3), apenas um dos íons da rede cristalina, que possui a menor carga e raio iônico, participa do processo de transferência de carga. Isso garante alta seletividade do eletrodo. Eles produzem eletrodos sensíveis aos íons F -, Cl -, Cu 2+, etc.

As regras para trabalhar com eletrodos de vidro se aplicam totalmente a outros eletrodos seletivos de íons.

O design de membrana sólida também é usado em eletrodos não seletivos à base de líquido. A indústria produz eletrodos plastificados de filme do tipo EM-C1O 4 - -01, EM-NO3 - -01. O elemento sensível de tais eletrodos consiste em um composto ativo eletrodo (compostos metálicos complexos, associados iônicos de cátions e ânions orgânicos e contendo metais podem ser usados), cloreto de polivinila e um solvente (plastificante).

Em vez de uma membrana sólida, uma membrana plastificada é colada no corpo do eletrodo e uma solução de referência é despejada no eletrodo - solução de cloreto de potássio 0,1 M e solução salina 0,1 M do íon medido. Uma meia célula de cloreto de prata é usada como coletor de corrente. Antes do trabalho, eletrodos de filme plastificado são embebidos por um dia na solução analisada. A evaporação do plastificante da superfície do eletrodo leva à sua falha.

Eletrodos de referência. Como eletrodos de referência, o eletrodo de cloreto de prata (Ag, AgCl/KCI) é o mais comum, que é feito pela aplicação eletrolítica de cloreto de prata em um fio de prata. O eletrodo é imerso em uma solução de cloreto de potássio, que está localizada em vasos conectados por uma ponte salina com a solução analisada. Ao trabalhar com um eletrodo de cloreto de prata, é necessário garantir que o recipiente interno seja preenchido com uma solução saturada de KC1. O potencial do eletrodo de cloreto de prata é constante e independe da composição da solução analisada. A constância do potencial do eletrodo de referência é alcançada mantendo uma concentração constante de substâncias na solução interna de contato, à qual o eletrodo reage.

A indústria nacional produz eletrodos de cloreto de prata dos tipos EVL-1MZ, EVL-1ML.

Além do eletrodo de cloreto de prata, um eletrodo de calomelano é usado como eletrodo de referência. É um sistema de mercúrio metálico - uma solução de calomelano em uma solução de cloreto de potássio. Se for usada uma solução saturada de cloreto de potássio, o eletrodo é chamado de eletrodo de calomelano saturado. Estruturalmente, este eletrodo é um tubo de vidro estreito fechado por baixo por uma divisória porosa. O tubo é preenchido com mercúrio e pasta de calomelano. O tubo é soldado em um recipiente de vidro no qual é despejada uma solução de cloreto de potássio. Os eletrodos de referência são imersos na solução analisada juntamente com os eletrodos indicadores.

O esquema de instalação para medições potenciométricas com um eletrodo indicador e um eletrodo de referência é mostrado na fig. 3.8.

Os potenciômetros são usados ​​para medir o potencial durante a titulação potenciométrica ou o valor de pH. Esses dispositivos são chamados de medidores de pH, pois são projetados para medir os potenciais de sistemas de eletrodos contendo um eletrodo de vidro de alta resistência sensível ao pH. A escala do instrumento é calibrada tanto em milivolts quanto em unidades de pH.

Na prática laboratorial, são usados ​​medidores de pH pH-121, pH-340, ionômero EV-74 (ver Fig. 1.19). Os medidores de pH podem ser usados ​​em conjunto com tituladores automáticos, como o tipo BAT-15, que incluem um sistema de buretas com válvulas eletromagnéticas para controlar o fluxo do titulante ou uma seringa, cujo êmbolo é acionado por um motor elétrico conectado a um micrômetro.

Durante a operação dos instrumentos, eles são calibrados usando soluções de controle, que são usadas como soluções tampão padrão. Para a verificação dos medidores de pH, são produzidos conjuntos especiais de soluções na forma de fixanais, projetados para preparar 1 dm 3 de uma solução tampão. Você precisa verificar o dispositivo para soluções recém-preparadas. Na titulação potenciométrica, técnicas convencionais de análise titrimétrica são usadas para determinar a concentração do íon analisado. O principal requisito é que quando o titulante é adicionado, algum íon seja introduzido ou ligado, para o registro do qual haja um eletrodo adequado. Outra condição para obter resultados satisfatórios.

Tsegurança e proteção do trabalho no laboratório

Ao analisar produtos petrolíferos, deve-se trabalhar com substâncias ignífugas, combustíveis, explosivas, tóxicas e cáusticas. A este respeito, a violação dos requisitos de segurança e proteção do trabalho, a não observância das precauções necessárias pode levar a envenenamento, queimaduras, cortes, etc.

Cada trabalhador de laboratório deve lembrar que apenas o conhecimento das normas de segurança não pode eliminar completamente os possíveis acidentes. A maioria dos acidentes ocorre pelo fato de o trabalhador, tendo se assegurado de que a negligência acidental nem sempre leva a um acidente, começa a estar menos atento à observância das medidas de segurança.

Cada empresa, cada laboratório desenvolve instruções detalhadas que estabelecem as regras de coleta e armazenamento de amostras, realizando trabalhos analíticos ao testar produtos petrolíferos. Sem passar no exame dessas instruções, levando em consideração as especificidades e a natureza do trabalho, bem como os requisitos das instruções que estabelecem as regras gerais para trabalhar em laboratórios químicos, ninguém pode trabalhar independentemente no laboratório.

DISPOSIÇÕES GERAIS

O trabalho só pode ser iniciado se todas as suas etapas estiverem claras e fora de dúvida. Em caso de dúvidas, entre em contato imediatamente com seu supervisor. Antes de realizar operações desconhecidas, cada assistente de laboratório novato deve receber instruções individuais detalhadas.

Todo trabalho associado a um perigo aumentado deve ser realizado apenas sob a supervisão direta de um trabalhador experiente ou supervisor de trabalho.

Cada auxiliar de laboratório deve ter um macacão para uso individual - roupão e, em alguns casos, touca e avental emborrachado e dispositivos de proteção - óculos e luvas de borracha.

Sempre use toalhas limpas para secar a louça durante o trabalho analítico. Ao trabalhar com substâncias que atuam sobre a pele (ácidos, álcalis, gasolinas com chumbo, etc.), é necessário o uso de luvas de borracha, que devem ser polvilhadas com talco antes da colocação e após o trabalho, lavadas com água e polvilhadas com talco dentro e fora.

Ao realizar qualquer trabalho relacionado ao uso de pressão, vácuo ou nos casos em que é possível respingar um líquido tóxico (por exemplo, ao diluir ácidos e dissolver álcalis), os trabalhadores do laboratório devem usar óculos de proteção.

4. Cada trabalhador de laboratório deve saber onde no laboratório há um kit de primeiros socorros * contendo tudo o que é necessário para primeiros socorros, bem como extintores de incêndio, caixas Com areia, mantas de amianto para extinguir grandes incêndios.

5. Somente os instrumentos e equipamentos necessários para este trabalho devem estar no local de trabalho. Tudo o que possa interferir na eliminação das consequências de um possível acidente deve ser removido.

6. No laboratório é proibido: trabalhar com ventilação defeituosa;

realizar trabalhos não diretamente relacionados à realização de uma análise específica; trabalhar sem macacão;

7. Trabalhar sozinho no laboratório;

deixar instalações operacionais sem vigilância, dispositivos de aquecimento não estacionários, chamas abertas.

COMO TRABALHAR COM PRODUTOS QUÍMICOS.

Um número significativo de acidentes em laboratórios é causado pelo manuseio descuidado ou inepto de vários reagentes. Envenenamento, queimaduras, explosões são uma consequência inevitável da violação das regras de trabalho.

Substâncias venenosas podem atuar nos órgãos respiratórios e na pele. Em alguns casos, o envenenamento se manifesta imediatamente, mas um funcionário de laboratório deve lembrar que às vezes o efeito nocivo de substâncias tóxicas afeta apenas após algum tempo (por exemplo, ao inalar vapor de mercúrio, gasolina com chumbo, benzeno etc.). Essas substâncias causam envenenamento lento, o que é perigoso porque a vítima não toma imediatamente as medidas médicas necessárias.

Todas as pessoas que trabalham com substâncias nocivas devem ser submetidas a um exame médico anual e todas as pessoas que trabalham com substâncias especialmente nocivas a cada 3-6 meses. O trabalho, acompanhado da liberação de vapores e gases tóxicos, deve ser realizado em capela de exaustão. A sala do laboratório deve estar equipada com ventilação de insuflação e exaustão com sucção inferior e superior, o que garante um fornecimento uniforme de ar fresco e remoção de ar contaminado.

As portas do gabinete devem ser abaixadas durante a análise. Se necessário, eles podem ser elevados até 1/3 da altura total. Análises de gasolinas com chumbo, evaporação de gasolinas na determinação de resinas reais, lavagem de resíduos com gasolina e benzeno, operações relacionadas à determinação de coque e cinzas, etc., devem ser realizadas em capela de exaustão. Ácidos, solventes e outras substâncias nocivas também devem ser armazenados lá.

Recipientes contendo líquidos venenosos devem ser bem fechados e rotulados como "Veneno" ou "Substância Tóxica"; sob nenhuma circunstância eles devem ser deixados na área de trabalho.

É necessário um cuidado especial ao manusear produtos petrolíferos com chumbo. Nestes casos, certifique-se de seguir as regras especiais aprovadas pelo Médico Sanitário Chefe da URSS ("Regras para armazenamento, transporte e uso de gasolinas com chumbo em veículos automotores").

O uso de gasolina com chumbo como combustível para queimadores e maçaricos e solvente em trabalhos de laboratório, bem como para lavar as mãos, pratos, etc. é estritamente proibido. O armazenamento de alimentos e sua recepção em locais de trabalho com derivados de petróleo etilados é inaceitável.

Os macacões dos trabalhadores de laboratório que estão diretamente envolvidos na análise de produtos com chumbo devem ser desgaseificados e lavados regularmente. Na ausência de câmaras de desgaseificação, o macacão deve ser colocado em querosene por pelo menos 2 horas, depois espremido, fervido em água, depois enxaguado abundantemente com água quente ou só então entregue à lavagem.

Depois de trabalhar com gasolina com chumbo, lave imediatamente as mãos com querosene e, em seguida, o rosto e as mãos com água morna e sabão.

Locais contaminados com produtos petrolíferos etilados derramados são neutralizados da seguinte forma. Primeiro, eles são cobertos com serragem, que são cuidadosamente coletados, retirados, encharcados com querosene e queimados em um local especialmente designado, depois uma camada de um desgaseificador é aplicada em toda a superfície afetada e lavada com água. Os macacões encharcados com gasolina com chumbo devem ser imediatamente removidos e entregues para descarte. Como desgaseificadores, é usada uma solução de dicloramina a 1,5% em gasolina ou alvejante na forma de uma pasta recém-preparada, consistindo de uma parte de alvejante e três a cinco partes de água. O querosene e a gasolina não são desgaseificadores - eles apenas lavam o produto etilado e reduzem a concentração de líquido etílico nele.

Os laboratórios que analisam gasolinas com chumbo devem estar equipados com abastecimento de desgaseificadores, tanques com querosene, chuveiros ou lavatórios com água morna. Somente os funcionários que tenham passado no mínimo técnico para o manuseio de produtos petrolíferos com chumbo e tenham passado por um exame médico periódico podem trabalhar com produtos com chumbo no laboratório.

Para evitar que produtos químicos entrem na pele, boca, trato respiratório, as seguintes precauções devem ser observadas:

1. Nas salas de trabalho de laboratório, não devem ser criados estoques de reagentes, especialmente os voláteis. Os reagentes necessários para o trabalho atual devem ser mantidos bem fechados, e os mais voláteis (por exemplo, ácido clorídrico, amônia, etc.) devem ser mantidos em prateleiras especiais em capela de exaustão.

Reagentes derramados ou acidentalmente derramados devem ser limpos imediatamente e com cuidado.

É estritamente proibido despejar em pias líquidos e sólidos imiscíveis em água, bem como venenos fortes, incluindo mercúrio ou seus sais. Resíduos deste tipo devem ser levados ao final do dia de trabalho para locais especialmente designados para drenagem. Em situações de emergência, quando a sala do laboratório estiver envenenada por vapores ou gases tóxicos, é possível permanecer nela para desligar o equipamento, limpar solvente derramado, etc. somente com máscara de gás. Uma máscara de gás deve estar sempre no local de trabalho e pronta para uso imediato.

Muitos reagentes chegam ao laboratório em grandes recipientes. É proibida a seleção de pequenas porções de substâncias diretamente de tambores, garrafas grandes, barris, etc.

Portanto, uma operação bastante frequente no trabalho prático de laboratório é a embalagem de reagentes. Esta operação deve ser realizada apenas por trabalhadores experientes que conhecem bem as propriedades dessas substâncias.

O acondicionamento de reagentes sólidos que possam irritar a pele ou mucosas deve ser feito com luvas, óculos de proteção ou máscara. O cabelo deve ser removido sob uma boina ou lenço, os punhos e a gola do vestido devem ficar bem ajustados ao corpo.

Depois de trabalhar com substâncias empoeiradas, você deve tomar um banho e colocar o macacão na lavagem. Respiradores ou máscaras de gás são usados ​​para proteger os órgãos respiratórios de poeira e gases cáusticos. Você não pode substituir os respiradores por bandagens de gaze - eles não são eficazes o suficiente.

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Como resultado do estudo deste capítulo, o aluno deverá: conhecer

• conceitos básicos e especificidades da imagem química do mundo;
• o papel da alquimia no desenvolvimento da química como ciência;
• etapas históricas do desenvolvimento da química como ciência;
• os princípios principais da doutrina da composição e estrutura das substâncias;
• os principais fatores no curso de reações químicas e as condições para seu controle;
• princípios básicos da química evolutiva e seu papel na explicação da biogênese; ser capaz de
• revelar o papel da física do micromundo para a compreensão dos fundamentos da ciência química;
• realizar uma análise comparativa das principais etapas do desenvolvimento da química;
• argumentou para mostrar o papel da química para explicar os níveis estruturais da organização sistêmica da matéria;

ter

• as habilidades de adquirir e aplicar conhecimento para formar uma imagem química do mundo;
• habilidades no uso do aparato conceitual da química para caracterizar processos químicos.

Etapas históricas no desenvolvimento da ciência química

Existem muitas definições de química que a caracterizam como uma ciência:

• sobre elementos químicos e seus compostos;
• substâncias, sua composição e estrutura;
• processos de transformação qualitativa de substâncias;
• reações químicas, bem como as leis e regularidades que essas reações obedecem.

Obviamente, cada um deles reflete apenas um dos aspectos do extenso conhecimento químico, e a própria química atua como um sistema de conhecimento altamente ordenado e em constante desenvolvimento. Aqui está uma definição de um livro clássico: “A química é a ciência das transformações das substâncias. Estuda a composição e estrutura das substâncias, a dependência das propriedades das substâncias em sua composição e estrutura, as condições e formas de transformação de uma substância em outra.

A química é a ciência das transformações das substâncias.

A característica distintiva mais importante da química é que ela é, de muitas maneiras, formas independentes objeto de pesquisa, criando substâncias que não existiam na natureza. Como nenhuma outra ciência, a química atua simultaneamente como ciência e como produção. Como a química moderna resolve seus problemas no nível atômico-molecular, ela está intimamente ligada à física, biologia, bem como ciências como geologia, mineralogia, etc. As áreas de fronteira entre essas ciências são estudadas pela química quântica, física química, física química, geoquímica, bioquímica e etc.

Há mais de 200 anos, o grande M. V. Lomonosov falou em uma reunião pública da Academia de Ciências de São Petersburgo. no relatório "Uma palavra sobre os benefícios da química" lemos linhas proféticas: “A química estende suas mãos nos assuntos humanos ... Para onde quer que olhemos, para onde quer que olhemos, os sucessos de sua diligência se voltam diante de nossos olhos”. A química começou a espalhar sua "diligência" até mesmo no Egito - o país avançado do mundo antigo. Ramos de produção como metalurgia, cerâmica, fabricação de vidro, tinturaria, perfumaria, cosméticos alcançaram um desenvolvimento significativo lá muito antes de nossa era.

Vamos comparar o nome da ciência da química em diferentes idiomas:

Todas essas palavras contêm a raiz "quim" ou " química”, que está em consonância com as palavras da língua grega antiga: “himos” ou “hyumos” significavam “suco”. Este nome é encontrado em manuscritos contendo informações sobre medicina e farmácia.

Existem outros pontos de vista. De acordo com Plutarco, o termo "química" vem de um dos antigos nomes do Egito - Hemi ("desenhando a terra"). Em seu sentido original, o termo significava "arte egípcia". A química como ciência das substâncias e suas interações era considerada no Egito uma ciência divina e estava inteiramente nas mãos dos sacerdotes.

Um dos ramos mais antigos da química é a metalurgia. Por 4-3 mil anos aC. começou a fundir cobre a partir de minérios e, mais tarde, a produzir uma liga de cobre e estanho (bronze). No II milênio aC. aprendeu como obter ferro dos minérios pelo processo de sopro bruto. Por 1600 anos aC. eles começaram a usar corante índigo natural para tingir tecidos e um pouco mais tarde - roxo e alizarina, além de preparar vinagre, medicamentos a partir de materiais vegetais e outros produtos, cuja produção está associada a processos químicos.

No Oriente árabe nos séculos V-VI. o termo "alquimia" aparece adicionando a partícula "al-" à "química" greco-egípcia. O objetivo dos alquimistas era criar uma "pedra filosofal" capaz de transformar todos os metais básicos em ouro. Baseava-se numa ordem prática: ouro

na Europa era necessário para o desenvolvimento do comércio, e havia poucos depósitos de ouro conhecidos.

Fato da história da ciência

Os textos químicos mais antigos descobertos agora são considerados antigos egípcios "Papiro Ebers"(em homenagem ao egiptólogo alemão que o encontrou) - uma coleção de receitas para a fabricação de medicamentos do século XVI. AC, bem como o “Papiro Brugsch” encontrado em Memphis com prescrições farmacêuticas (século XIV aC).

Os pré-requisitos para a formação da química como uma disciplina científica independente foram formados gradualmente durante o século XVII - a primeira metade do século XVIII. Ao mesmo tempo, apesar da variedade de material empírico, nesta ciência, até a descoberta em 1869 do sistema periódico de elementos químicos por D. I. Mendeleev (1834-1907), não havia uma teoria geral que pudesse ajudar a explicar o material real acumulado. .

As tentativas de periodizar o conhecimento químico foram feitas já no século XIX. Segundo o cientista alemão G. Kopp - autor de uma monografia em quatro volumes "História da Química"(1843-1847), o desenvolvimento da química ocorreu sob a influência de um certo ideia orientadora. Ele identificou cinco etapas:

• a era do acúmulo de conhecimento empírico sem tentativas de explicá-lo teoricamente (desde os tempos antigos até o século IV dC);
• período alquímico (IV - início do século XVI);
• período de iatroquímica, ou seja, "Química da Cura" (segundo quartel do século XVI - meados do século XVII);
• o período de criação e domínio da primeira teoria química - a teoria do flogisto (meados do século XVII - terceiro quartel do século XVIII);
• período da pesquisa quantitativa (último quartel da década de 18 - 1840) 1 .

No entanto, de acordo com conceitos modernos, essa classificação refere-se àquelas etapas em que a ciência química ainda não se constituiu como um conhecimento teórico sistemático.

Historiadores domésticos da química distinguem quatro níveis conceituais, que se baseiam em uma maneira de resolver o problema central da química como ciência e como produção (Fig. 13.1).

Primeiro nível conceitual - estudo da estrutura de uma substância química. Nesse nível, várias propriedades e transformações de substâncias foram estudadas dependendo de sua composição química.

Arroz. 13.1.

É fácil ver a analogia deste conceito com o conceito físico de atomismo. Tanto físicos como químicos procuraram encontrar a base original pela qual seria possível explicar as propriedades de todas as substâncias simples e complexas. Este conceito foi formulado bastante tarde - em 1860, no primeiro Congresso Internacional de Químicos em Karlsruhe, Alemanha. Os químicos partiram do fato de que Todas as substâncias são feitas de moléculas e todas as moléculas, por sua vez são constituídos por átomos. Tanto os átomos quanto as moléculas estão em movimento contínuo, enquanto os átomos são as menores e então partes indivisíveis das moléculas 1.

O significado do Congresso foi claramente expresso por D. I. Mendeleev: G. A.), os químicos de todos os países aceitaram o início do sistema unitário; agora seria uma grande inconsistência reconhecer o começo, não reconhecer suas consequências.

Segundo nível conceitual - estudo da estrutura de produtos químicos, identificação de uma forma específica de interação de elementos na composição de produtos químicos específicos. Verificou-se que as propriedades das substâncias dependem não apenas de seus elementos químicos constituintes, mas também da relação e interação desses elementos no decorrer de uma reação química. Assim, diamante e carvão têm propriedades diferentes justamente por causa da diferença de estruturas, embora sua composição química seja semelhante.

Terceiro nível conceitual A química é gerada pela necessidade de aumentar a produtividade das indústrias químicas e explora os mecanismos internos e as condições externas para a ocorrência de processos químicos: temperatura, pressão, velocidade de reação, etc.

Quarto nível conceitual - nível de química evolutiva. Nesse nível, a natureza dos reagentes envolvidos nas reações químicas, as especificidades da ação dos catalisadores, que aceleram significativamente a taxa de seu fluxo, são estudadas com mais profundidade. É neste nível que se compreende o processo de origem. vivo matéria de matéria inerte.

• Glinka II. L. Química geral. 2b ed. L.: Química: filial de Leningrado, 1987. S. 13.
• Cit. Citado de: Koltun M. World of Chemistry. M.: Literatura infantil, 1988. S. 7.
• Mendeleev D.I. Op. em 25 vols. L. - M.: Editora da Academia de Ciências da URSS, 1949. T. 15. S. 171-172.