Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

История химии и химической технологии. Учебное пособие (для студентов 2-го курса направления подготовки 18.03.01 «Химическая технология» дневной и зао

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
06.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать
☆
какая-то часть этого наследства была освоена арабами и в более или ме­нее переработанном виде перенесена ими затем на европейскую почву в связи с завоеваниями Испании (711 г.). С другой стороны, какая-то часть египетских знаний проникла в Европу еще раньше через Грецию. Таким образом, европейская наука (в частности алхимия), всеми своими корнями связана с древним Египтом.
В Египте поселилось много ученых и ремесленников — греков, ко-
торые владели знаниями и практическим опытом египетских мастеров и жрецов и внесли свой вклад в развитие античной ремесленной техники. В Египте в этот исторический период, получивший название «элинистиче­ский» скрестились опыт и знания двух культур — Египетской и Древне­греческой. Поселившиеся в Египте завоеватели греки — «эллины» полу­чили доступ к накопленным тысячелетиями секретам ремесленной тех­ники и рецептурной литературе, касающейся добычи и переработки дра­гоценных металлов и камней. Сами греки принесли в Египет также свой опыт, накопленный в течение длительного времени. Птоломей, как уже говорилось, организовал свою Академию наук, созданную по образцу Платоновской. Она просуществовала почти тысячелетие.
Существование Александрийской академии представляет собой
одну из важнейших страниц истории развития науки. Здесь было сдела­но немало открытий, особенно в области медицины, военной техники, физики, механики.
Ремесленная техника эллинистического периода может быть оха-
рактеризована как высшая ступень развития техники античного перио­да. Здесь процветали такие ремесла, как переработка металлических руд, производство и переработка металлов и сплавов, красильное искус­ство с более широким ассортиментом красителей по сравнению с древним Египтом, приготовление различных фармацевтических и кос­метических препаратов. Из литературного наследия этого периода ши­рокую известность приобрел «ленденский папирус», где описаны раз­личные таинства ремесленного искусства того времени. Некоторое представление о достижениях ремесленного искусства того времени да­ет сочинение Кая Плиния Секунда под названием «Естественная исто­рия». Это своего рода энциклопедия. Плиний называет довольно много минералов, очевидно, служивших вспомогательными материалами в
11
химической ремесленной технике: алмаз, серу, кварц, природную соду – нитрон, известняк, гипс, алебастр, асбест, мел, глинозем, разнообразные драгоценные камни и другие вещества, а также стекло. Среди многих химикатов и материалов Плиний упоминает разнообразные металлы, рождающиеся в недрах Земли под действием тепла и постепенно «со­вершенствующиеся». Подробнее он говорит о золоте, затем о серебре. Он упоминает медь, железо, олово, свинец, ртуть, соли, окислы и другие соединения металлов. Он знает купоросы, киноварь, ярь-медянку, свин­цовые белила и сурик, сурьму, квасцы и многое другое. Плиний знает и многие органические вещества: смолы, нефть, клей, крахмал, сахари­стые вещества, воск, а также некоторые растительные краски: крап, ин­диго и др., бальзамы, масла, различные душистые вещества.
Описывая эти вещества, он пользуется, по-видимому, сведениями,
почерпнутыми у ремесленников-химиков. Однако, не будучи сам зна­ком с приемами ремесленной химии, Плиний пользуется имеющимися данными без должной критики и сообщает наряду с интересными и до­стоверными фактами множество фантазий и непроверенных сведений. Эпоха расцвета римской культуры, в том числе ремесленной, была не­продолжительной. Вместе с падением могущества империи происходи­ла деградация и полный упадок искусного ремесленного мастерства.
Государства Индии, Тибета и Китая, существовавшие в древно-
сти, почти не участвовали в политических событиях, происходивших в странах Средиземноморского бассейна. Развитие культуры и ремеслен­ной техники в этих странах происходило если не изолированно, то вполне независимо, несмотря на то, что торговые связи между Индией, Египтом и Китаем несомненно существовали. Ремесла в Индии возник­ли в давние времена, за несколько тысячелетий до новой эры, однако о них можно судить лишь на основании изучения археологических па­мятников.
Китайские ремесленники древности также достигли больших
успехов. Также как и в других странах древнего мира, в Китае получило распространение крашение тканей, были созданы различные краски для этой цели, а также для целей письма — китайская тушь. Крупным до­стижением Китайской ремесленной техники явилось изобретение бума­ги, пороха и фарфора. В 12 г. н. э. упоминается о получении листов бу-
12
маги из шелковой ваты, отходов шелкового производства. А в 105 г. изобретено изготовление бумаги из различных бросовых материалов: коры, тряпок, старых сетей и т. д. Этот метод был усовершенствован и получил распространение в других странах. В 751 г. китайский способ получения бумаги был осуществлен в промышленном масштабе в Са­марканде.
В Китае также, по-видимому, за много столетий до Гутенберга
был изобретен способ книгопечатания. Еще в глубокой древности в Китае широко применялись составы для фейерверков, в связи с этим их пиротехникам были известны составные части пороха: селитра, сера, уголь, применявшиеся также и в медицинской практике. В 681 г. один китайский ремесленник описал состав пороха из смеси селитры, серы и древесной пыли. Около 8 века порох стал применяться и в военных це­лях, однако, огнестрельное оружие в примитивных формах: бамбуковая трубка, заряжавшаяся порохом и пулей, стало применяться лишь в XII столетии. Несмотря на то, что китайцы хранили секрет пороха в большой тайне, все же его секрет в XIII веке проник в Европу, а в сле­дующем столетии появилось огнестрельное оружие.
Особенно больших успехов китайские ремесленники достигли в
производстве керамических изделий. Еще за два столетия до нашей эры в Китае делали фарфоровые изделия, а около VII века были введены специальные печи для обжига фарфора, и, с этого времени началось его массовое производство. Таким образом, накопленный в течение многих веков богатейший опыт ремесленников-химиков послужил основой для ознакомления наших предков с разнообразными веществами и их пере­работкой для удовлетворения насущных потребностей и практических задач. Однако не всех древних ученых интересовала практическая сто­рона химических превращений.
Уже к 600 г. до н. э. греки, естественнонаучная мысль которых
предвосхитила многие позднейшие научные открытия, обратили свое внимание на природу Вселенной и структуру составляющих ее веществ. Греческих ученых или «философов» (любителей мудрости) интересова­ла главным образом суть веществ и процессов. Они искали ответ на во­прос «почему»? Другими словами, древние греки первыми занялись тем, что сегодня называется химической теорией.
13
Эта теория начинается с греческого философа Фалеса, жившего в
640–546 гг. до н. э. на месте нынешней Турции. Он задавался вопросом: любое ли вещество переходит в другое вещество (как голубоватый ка­мень — азурит переходит в красную медь), и если любое, то не являют­ся ли все вещества разными вариантами одного и того же вещества? На этот вопрос Фалес отвечал утвердительно, поскольку только так, по его мнению, можно было внести ясность в описание окружающего мира. Теперь оставалось решить, что представляет собой это основное веще­ство, или элемент. Следует отметить, что «элемент» — слово латинское, неизвестного происхождения. Греки не употребляли его, но, поскольку это одно из важнейших понятий современной химии, обойтись без него невозможно, даже в тех случаях, когда речь идет о древних греках.
Фалес решил, что этим элементом должна быть вода, поскольку без
воды невозможна сама жизнь. Учение Фалеса о существовании некоего первоначала было воспринято и более поздними философами, спорным оставался лишь вопрос, является ли таковым вода. В следующем столе­тии древнегреческий философ Анаксимен (585–525 гг. до н. э.) пришел к выводу, что первооснова Вселенной — воздух, который по направлению к центру Вселенной сжимается, образуя твердые и плотные разновидно­сти вещества — воду и землю.
Гераклит, в свою очередь, полагал, что наиболее изменяющейся
субстанцией является огонь — вечно меняющийся и все изменяющий.
Другой древнегреческий философ — Эмпедокл (490–430 гг. до н. э.)
предложил существование четырех начал: огонь Гераклита, воздух Анаксимена, вода Фалеса и земля, которую в число начал ввел он сам. Учение Эмпедокла об элементах не связано с атомизмом и восходит к космогонии. Взгляды Эмпедокла разделял Аристотель — древнегрече­ский философ и ученый, который учился в академии Платона, был вос­питателем А. Македонского. В 335 г. до н. э. основал в Афинах свою философскую школу — Ликей. Сочинения Аристотеля охватывают все области знаний того времени.
В своей философии он стремился охватить все теоретические до-
стижения своих предшественников — натурфилософов. Отвергнув Пла­тоновскую теорию бестелесных форм — «идей», он не смог полностью преодолеть идеологии своего учителя. Рассматривая природу как нечто
14
целое, где все пребывает в движении и развитии, он утверждал, что в основе всего сущего находится первоматерия, но она пассивна и не мо­жет сама образовывать тела. Образование тел, по Аристотелю, происхо­дит под влиянием «формы» — особого деятельного начала. Первичными качествами первоматерии он считал две пары противоположностей: теплое – холодное, сухое – влажное, наложение которых на первомате­рию и образует элементы или стихии: землю, воздух, воду и огонь. Об­мениваясь отдельными качествами, элементы способны превращаться один в другой, а сочетание элементов в различных соотношениях созда­ет все качественное разнообразие тел на Земле. В сложных телах, по Аристотелю, элементы теряют свои первоначальные свойства. Мель­чайшие частицы тела содержат элементы в тех же пропорциях, что и те­ло в целом. На основе качественного подхода «вписывающего» мир хи­мизма в органичное целое космоса, Аристотель дал глубокую трактовку химического соединения — «миксиса», разработав учение об условиях его образования (контакт, количественные соотношения компонентов, их агрегатное состояние). От «миксиса» он отличал механические смеси, а между ними помещал нечто среднее — растворы. Критикуя Демокри­та и Эмпедокла, он вскрыл слабые стороны их взглядов, но отбросил при этом все ценное, содержавшееся в атомистике древних.
Аристотель также доказывал, что небеса состоят из пятого эле-
мента, который он назвал эфиром (от слова, означающего «сиять», т.к. характерное свойство небесных тел — сияние). И поскольку небеса ка­зались неизменными, Аристотель считал эфир совершенным, вечным, нетленным и, абсолютно отличным от четырех несовершенных элемен­тов Земли. Таким образом, были введены древнегреческие понятия эле­ментов-стихий, и элементов-качеств. Аристотель оказал очень большое влияние на все последующее развитие научной и философской мысли. Достаточно сказать, что представление об элементах-качествах властво­вало над умами людей почти два тысячелетия.
Другим важным вопросом, занимавшим греческих философов,
был вопрос о делимости материи. Камень, расколотый пополам или растолченный в порошок, оставался тем же камнем, каждую частичку которого можно разделить на еще более мелкие. До какого предела можно проводить такое деление и существует ли вообще такой пре-
15
дел? Основателем атомизма в Греции были Левкипп и Демокрит, но ко­гда они разрабатывали свою систему, греческая философская мысль уже развивалась в трех школах: ионической во главе с Фалесом, Анак­сименом и Анаксимандром, пифагорейской — названной по имени ма­тематика Пифагора, и элейской во главе с Ксенофаном и Парменидом.
Атомистическое учение того времени основывалось на четырех
фундаментальных постулатах:
1) существование пустоты;
2) множественность сущего;
3) возможность изменения;
4) существование движения. Первые два постулата были даны элейской школой, третий — пи-
фагорейской и четвертый — Гераклитом.
Учение о том, что материя состоит из мельчайших частиц и что
деление материи возможно лишь до известного предела, получило название атомистики, или атомистической теории.
Демокриту казалось, что атомы каждого элемента имеют особые
размеры и форму и что именно этим объясняются различия в свойствах элементов. Реальные вещества, которые мы видим и ощущаем, пред­ставляют собой атомы различных элементов, и, изменив природу этого соединения, можно одно вещество превратить в другое.
Все это звучит удивительно современно, но Демокрит не подкре-
пил свою теорию экспериментами. Древнегреческие философы вообще не ставили экспериментов, они искали истину в споре, исходя из «пер­вопричин».
Для большинства философов (и особенно, Аристотеля) понятие о
материальной частице, которые нельзя расщепить на более мелкие ча­стицы, оказалось настолько парадоксальным, что никто из них не мог его принять. Атомистическая теория оставалась не популярной в течение двух тысячелетий после Демокрита, о ней почти никто не вспоминал.
И все же атомистическая концепция полностью не исчезла. Древ-
негреческий философ Эпикур (342–270 до н. э.) использовал атомизм в своем учении, а эпикурейцы имели немало приверженцев и в последу­ющие века. Одним из приверженцев был древнеримский поэт Тит Лу­креций Кар (ок. 95–55 до н. э.), известный как Лукреций. Он изложил
16
атомистические взгляды Демокрита и Эпикура в поэме «О природе ве­щей», по мнению многих, лучшей из когда–либо написанных дидакти­ческих поэм (цель которых — обучение).
В то время, как труды Демокрита и Эпикура пропали, оставив
лишь отрывки и цитаты, поэма Лукреция сохранилась полностью и до­несла атомистическое учение до тех дней когда в борьбу вступили новые научные методы, которые и привели атомизм к окончательной победе.
Контрольные вопросы
1. Откуда происходит термин «химия»? Назовите и кратко оха-
рактеризуйте основные периоды истории химии.
2. Какие географические названия нашли отражение в названиях
химических элементов?
3. Какие химические процессы были известны первобытным
людям?
4. Приведите примеры веществ, которые стали известны людям в
древнем мире.
5. Какие химические вещества были известны первобытным
людям?
6. Дайте характеристику предалхимического периода истории хи-
мии. Назовите выдающихся представителей этого периода, укажите их основные заслуги.
17
Тема 2
АЛХИМИЧЕСКИЙ ПЕРИОД РАЗВИТИЯ ХИМИИ: III–XVII вв.
Алхимический период — это время поисков философского камня,
считавшегося необходимым для осуществления трансмутации метал­лов. Алхимическая теория, основанная на античных представлениях о четырёх элементах, была тесно переплетена с астрологией и мистикой. Наряду с химико–техническим «златоделием» эта эпоха примечательна также и созданием уникальной системы мистической философии.
Идея Аристотеля о превращаемости элементов составила как бы
«теоретическую» программу более чем тысячелетнего поиска трансму­тации металлов, а изучение металлов породило «экспериментальные» истоки алхимии.
Возникла алхимия во втором веке в Александрийской Академии,
в которой преподавалось «священное тайное искусство» имитации бла­городных металлов. Одной из существенных причин, породивших пред­ставление о превращаемости «элементов», явилось изучение ртути и ее соединений. Еще в XV в. до н. э. в Египте, Месопотамии, Китае ремес­ленники получали ртуть из киновари. Затем было сделано замечатель­ное открытие — способность ртути образовывать с металлами (золотом, серебром, медью и др.) амальгаму (Диоскорид, I в. н. э.).
Pedanus Диоскорид (40–90 гг. н. э.), «отец фармакогнозии», был гре-
ческий врач, фармаколог и ботаник, автор де Материа Медика — 5-томной греческой энциклопедии о травяной медицине и смежным ле­карственным веществам (фармакопея), которую читают уже более 1500 лет. Ввел для окиси кальция, которое употребляется и поныне в строительном деле, название негашеная известь, сообщает о применение горящей серы для дезинфекции в медицине.
Изучение процесса амальгамирования, помимо большого практи-
ческого значения (извлечение золота из руд), содействовало утвержде­нию мысли о том, что ртуть, подобно всесильному «эликсиру», способ­на превращать одни металлы в другие, придавать веществам различную окраску. Изменение цвета и плотности исходного вещества при взаимо­действии его с ртутью принималось как доказательство превращения металлов.
18
Можно представить, какие великие надежды возлагали алхимики
на искусственное получение киновари (сульфида ртути), которая в зави­симости от условий получалась различно окрашенной (более 20 оттен­ков) — от ярко-красного цвета до синего. Опыты по обжиганию галени­та PbS — минерала темно-серого цвета с металлическим блеском, со­держащего примеси серебра и золота, — также порождали представле­ния о трансмутации металлов: галенит→свинец→серебро→золото.
Алхимики утверждали, что если все (тогда известные) металлы
растворяются в ртути, значит, она служит первичным материалом всех металлов.
Древнему человеку, мировоззрение которого было пронизано ми-
стикой, представлялось, что приготовленное им из меди и олова «искус­ственное золото» (т. е. бронза) позеленело со временем потому, что не бы­ли соблюдены какие–то таинственные обряды, всегда охраняющие есте­ственное золото от «заболевания». Так, по-видимому, возникли предпо­сылки поисков магического философского камня, способного превращать неблагородные металлы в золото и спасать его от заболевания.
Алхимический период, в свою очередь, разделяется на три подпе-
риода: александрийскую (греко-египетскую), арабскую и европейскую алхимию.
Александрийская алхимия
В Александрии произошло соединение теории (натурфилософии
Платона и Аристотеля) и практических знаний о веществах, их свойствах и превращениях; из этого соединения и родилась новая наука — химия. Само слово «химия» (и арабское al-kīmiya) обычно считается происхо- дящим от древнего названия Египта — Кеме или Хем; изначально слово, по-видимому, должно было означать нечто вроде «египетского искус­ства». Иногда термин производят от греческого «χυμος» — сок или «χυμενσιζ» — литьё. Основными объектами изучения александрийской химии являлись металлы. В александрийский период сформировалась традиционная металлопланетная символика алхимии, в которой каждому из семи известных тогда металлов сопоставлялась соответствующая пла­нета: серебру — Луна, ртути — Меркурий, меди — Венера, золоту — Солнце, железу — Марс, олову — Юпитер, свинцу — Сатурн. Небесным
19
покровителем химии в Александрии стал египетский бог Тот или его греческий аналог Гермес.
Среди значительных представителей греко–египетской алхимии,
имя которых дошло до наших дней, можно отметить Болоса Демокрито­са, Зосима Панополита, Олимпиодора.
Болос из Мендаеса (III век до н. э.) — один из первых авторов ал-
химического трактата в истории алхимической традиции, в некоторых исследованиях назван первым алхимиком. Предположительно, Болос был последователем мистической египетской традиции, в особенности заклинаний. Они часто присутствуют в его сочинениях с акцентом на звуки и контроль дыхания. Также Болос был приверженцем философии Пифагора. В своих сочинениях Болос соединяет обе традиции и разви­вает принципы, которые впоследствии легли в основу алхимической натурфилософии. Является автором философских и мистических сочи­нений, многие из которых не сохранились до наших дней.
Написанная Болосом книга «Физика и мистика» (ок. 200 г. до н. э.)
состоит из четырёх частей, посвящённых золоту, серебру, драгоценным камням и пурпуру. Болос впервые высказал идею трансмутации метал­лов — превращения одного металла в другой (прежде всего неблаго­родных металлов в золото), ставшую основной задачей всего алхимиче­ского периода. Зосим в своей энциклопедии (III в.) определил khemeia как искусство делания золота и серебра, описал «тетрасомату» — ста­дии процесса приготовления искусственного золота; особо он указывал на запрет разглашения тайн этого искусства.
Зосима Панополитанский (350–420 гг.) — греко-египетский ал-
химик и гностик римской эпохи.
От александрийского периода осталось также и множество герме-
тических текстов, представлявших собой попытку философско– мистического объяснения превращений веществ, среди которых знаме­нитая «Изумрудная скрижаль« Гермеса Трисмегиста.
Гермес Трисмегист («Гермес Трижды величайший») — имя син-
кретического (обобщенного) божества, сочетающего в себе черты древ­неегипетского бога мудрости и письма Тота и древнегреческого бога Гермеса.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]