Nhung kien thuc tong hop hoa hoc

NHỮNG KIẾN THỨC TỔNG HỢP HÓA HỌC Con người tổng hoà mối quan hệ xã hội, tổng hoà nguyên tử hợp thành Hố học chun ngành có bề dầy lịch sử, nghành khoa học có nhiều ứng dụng sống người Trong nhiều lần lang thang mạng, tơi nhận thấy có nhiều bài viết hoá học hay từ trang web: www.hoahocvietnam.com; www.h2vn.com; www.hoahocphothong.com Những kiến thức có ícj cho người dạy hố, học mơn hố kiến thức cho học sinh hướng nghiệp, định hứơng cho tương lai mình… Tơi tập hợp thành ebooks điện tử với tựa đề “ Những kiến thức tổng hợp hoá học” nhằm mừng ngày nhà giáo Việt Nam 20-11-2007 Nội dung sách gồm: - Lịch sử hình thành hố học - Gần 100 viết Cơng nghệ hố ứng dụng hoá học sống đời thường - Một số viết nhà hoá học - Một số kinh nghiệm việc giải toán hoá học - Những phần mềm sử dụng việc soạn giảng hoá học … Dự kiến lần biên soạn thứ 2, đưa vào lý thuyết tập hố học cấp Trong q trình biên soạn, chắn có nhiều thiếu sót nội dung, mặt kỹ thuật trình bày, thời gian có hạn, việc tập hợp tài liệu cịn có nhiều hạn chế.Rất mong giúp đỡ thêm đồng nghiệp để hoàn thiện sách điện tử ngày tốt Thời gian bắt đầu biên tập: 18-11-2007 Thời gian hoàn thành: 19-11-2007 Mọi liên hệ xin gửi về: TrankimloanHMD@yahoo.com.vn Xin chân trọng cám ơn Cấn Văn Thắm - Hà Nội NHỮNG KIẾN THỨC TỔNG HỢP HÓA HỌC Lời nói đầu Mục đích u cầu sách Lịch sử Hóa học nghiên cứu trình q trình tích lũy kiến thức hóa học lịch sử tiến lên lồi người Nói cụ thể nghiên cứu trình tiến hóa tư tưởng hóa học, thành cơng lớn cơng nghiệp hóa học Đối với sinh viên học mơn hóa học, sau nghiên cứu sách Lịch sử Hóa học, họ nhận thấy kiến thức hóa học bổ sung hệ thống hóa sâu sắc bề rộng, bề sâu rõ rang lí thú hơn, nhiều phát minh hóa học, rút nhiều kinh nghiệm thành công thất bại cho cách suy nghĩ, cách làm việc nghiên cứu khoa học nói chung, nghiên cứu hóa học nói riêng Sách Lịch sử Hóa học có ý nghĩ không nhỏ giáo dục tư tưởng chủ nghĩa Mác – Lênin, ví dụ xem xét phát triển kiện hóa học mối quan hệ với xã hội, với ngành khoa học khác Sách Lịch sử Hóa học cịn nêu lên gương nhà hóa học tên tuổi, gương lao động nghiêm túc bậc thầy nghiên cứu hóa học, giúp có hiểu biết rộng rãi để đánh giá nhiều vấn đề, nhiều nhân vật, biết cần phải có kế thừa liên tục nghiên cứu khoa học từ hệ đến hệ khác ngành hóa học hình thành Ngồi sách Lịch sử Hóa học cịn giúp cho giáo viên đại học trung học có đủ tư liệu để tổ chức buổi nói chuyện ngoại khóa gây cho học sinh nhiều hứng thú học hóa học Cơng việc soạn sách Lịch sử Hóa học có khó khăn định đặc điểm Hóa học nằm số khoa học tự nhiên trẻ nhất, trẻ nhiều so với thiên văn học, tốn học, vật lí… Trong khoa học nhiều mục đích yêu cầu xác định sớm, Cấn Văn Thắm - Hà Nội NHỮNG KIẾN THỨC TỔNG HỢP HÓA HỌC phát triển theo phương hướng ổn định thuận lợi, hóa học khơng có may mắn Các hoạt động hóa học giai đoạn qua ngàn năm tiến hành khơng mục đích u cầu rõ rệt mà lại bị lợi dụng để phục vụ mục đích tơn giáo trị Cho đến kỉ 17 hóa học thực vươn lên thành khoa học độc lập Lịch sử hóa học thời điểm nào? Sự phân chia Lịch sử Hóa học thành thời kì nào? Sự trình bày cho hợp lý qua thời gian ngắn dài khác nhau… Chúng ta khơng thể nghiên cứu Lịch sử Hóa học đối tượng cô lập, mà phải xem xét bối cảnh lịch sử có ngành hoạt động xã hội khác trị, kinh tế, văn hóa… Chúng nhận thức vấn đề chủ yếu cần giải từ đầu phân chia thời kì lịch sử hóa học để tạo điều kiện thuận lợi cho trình bày tiếp thu nội dung Sự phát triển hóa học ngày phức tạp hóa học có đầy đủ sở đại lý luận thực nghiệm chặt chẽ, hai kết hợp tự phân hóa thành số phân ngành chuyên ngành sâu Khi hóa học nghiên cứu kết hợp với khoa học khác có liên quan vật lý, sinh học,… bắt đầu xuất số khoa học liên ngành hóa lý, sinh hóa, địa hóa… Đồng thời báo tạp chí hóa học đời với số lượng chất lượng ngày tăng nhanh Như lên vấn đề quan trọng lựa chọn trình bày thơng tin để nhận thấy có phát triển liên tục hóa học, đồng thời nắm số vấn đề lớn, trọng tâm thời kì, triánh tản mạn Chúng chủ trương tinh giản thơng tin, trình bày có hệ thống, có trọng tâm, trọng điểm, nhằm đảm bảo tiếp thu nhớ dễ dàng Đặc biệt bắt buộc phải tinh giản nhiều kỉ 20 mà hóa học thời kì lại phát triển vũ bão mn hình mn vẻ Chúng tơi lấy ngun tử làm “trung tâm” chọn vấn đề chủ yếu có liên quan đến ngun tử (ví dụ electron, hạt nhân nguyên tử…) chi tiết hóa vấn đề tùy theo mức độ phát triển khoa học trng thời kì (ví dụ thành phần hạt nhân nguyên tử, vỏ electron nguyên tử, liên kết hóa học, đồng vị) Chúng tơi cố gắng viết Lịch sử Hóa học để đạt mục đích lời phát biểu viện sĩ P.I Van Đen: “Nếu hông hiểu đựơc khứ, không hiểu tại; hiểu tường tận khứ tại, dự đóan tương Cấn Văn Thắm - Hà Nội NHỮNG KIẾN THỨC TỔNG HỢP HÓA HỌC lai” Chúng biết ơn giáo sư Nguyễn Thạc Cát, để cơng đọc tồn thảo, góp cho số ý kiến lớn quý bào nhằm nâng cao them chất lượng sách cách rõ ràng Chúng chân thành cảm ơn bạn Nguyễn Duy Ái, Trần Ngọc Mai, Trần Văn Nhân, Phan Tống Sơn Cấn Văn Thắm - Hà Nội NHỮNG KIẾN THỨC TỔNG HỢP HÓA HỌC CHƯƠNG I: SỰ PHÂN CHIA CÁC THỜI KÌ LỚN CỦA LỊCH SỬ HĨA HỌC Sự phân chia thời kì lớn Lịch sử Hóa học khơng thật giống sách, chí có sách cuối năm 70 đầu năm 80 né tránh vấn đề này! Chúng tơi thấy cần thiết có phân chia này, tìm phân chia tương đối hợp lí sau:     Tuy ngày có định nghĩa rõ ràng: Hóa học mơn khoa học nghiên cứu chất biến hóa chúng, hóa học coi mơn khoa học thức từ có mục đích u cầu xác định có đối tượng riêng Tính chất độc lập hóa học thể vào kỷ 17 mà Tuy cho Lịch sử Hóa học thời điểm Từ hang thiên niên kỷ trước công nguyên có nhiều “nơi” văn minh giới Nhiều di vật cổ tìm thấy chứng minh từ thời thượng cổ 7000 – 8000 năm trước công nguyên người có “hiểu biết hóa học” định Chẳng hạn đồ trang sức vàng, bạc, gốm, thủy tinh thô sơ, sơn màu thuốc nhuộm, tên lưỡi giáo đồng sắt…, chất chất khác cách chế biến sử dụng Khảo cổ học Việt Nam phát nhiều di vật cổ tương tự trang sức vàng, bạc, đồ gốm (gạch, ngói, chum, vại…), mũi tên, lưỡi giáo đồng, sắt Có trống đồng Ngọc Lũ văn hóa Đơng Sơn, thời Hùng Vương, đúc đẹp, tinh vi giới đánh giá cao Sự nghiên cứu kĩ cho thấy suốt từ kỉ thứ sau cơng ngun đến đầu kỉ 16 có trào lưu lớn tìm tịi nghiên cứu gọi giả kim thuật, xem thời kì “Tiền hóa học” Hoạt động thời kì cịn thần bí, ý chí rõ ràng xây dựng số quy trình thực hành thủ cơng Giai đoạn từ đầu kỉ 16 đến kỉ 17 thời kì Cấn Văn Thắm - Hà Nội NHỮNG KIẾN THỨC TỔNG HỢP HÓA HỌC chuyển tiếp với xuất hóa y học hóa kỹ thuật Rồi hóa học độc lập đời chập chững trưởng thành đến cuối kỉ 18 có mặt hóa học đại… Tổng hợp lại, chia lịch sử hóa học làm thời kì lớn sau: Thời kì cổ đại: từ thượng cổ đến hết kỉ thứ sau cơng ngun Thời kì giả kim thuật: từ kỉ thứ đến đầu kỉ 16 Thời kì hóa y học hóa kỹ thuật: từ đầu kỉ 16 đến kỉ 17 Thời kì hóa học độc lập trở thành khoa học: từ kỉ 17 đến cuối kỉ 18 Thời kì hóa học đại: từ đầu kỉ 19 đến ngày Cấn Văn Thắm - Hà Nội NHỮNG KIẾN THỨC TỔNG HỢP HÓA HỌC CHƯƠNG II: THỜI KÌ CỔ ĐẠI Một số sách Lịch sử Hóa học trang đầu đặt câu hỏi: Danh từ “Chimi” (hóa học) xuất lúc nào? Có định nghĩa ban đầu nào? Các lời giả đáp khác đưa ra, tất không dựa sở rõ ràng Có lẽ đáng ý câu chuyện kể lại nhà giả kim thuật có tên tuổi Zơsime (Zosime) Zơsime coi nhà giả kim thuật đầu tiên, sống khoảng nửa sau kỉ thứ Ông kể lại vào kỉ thứ trước công nguyên, Memphit (Memphis) thủ đô Ai Cập cổ đại đền thờ thần Ai Cập Phơta (Phta) có khu đặc biệt dành cho hoạt động nghệ thuật thiêng liên thiên thần truyền lại cho người Như vậy, nói lúc ban đầu hóa học coi nghệ thuật thiêng liên thiên thần truyền lại cho giáo sĩ Ai Cập cổ đại Những di vật hiểu biết hóa học thời kì cổ đại Các giáo sĩ tơn giáo bí mật nghiên cứu điều chế nhân tạo ngọc quý, kim loại quý, vàng, bạc, thuốc nhuộm đẹp, thuốc thánh chữa bệnh, ướp xác người… dùng kí hiệu tượng trưng, khinh thường quan sát thiên nhiên tổ chức làm thí nghiệm Sau Ai Cập bị Hi Lạp xâm chiếm (năm 323 trước công nguyên) phần “nghệ thuật thiêng liêng” bị lọt từ đền thờ Phơta, Ozirit (Oziris), Jziđô (Jzido)… phổ biến rộng dần… Trong thành phố có hoạt động ngày thiết thực phong phú, đội ngũ đông đảo thợ nghề thủ công Họ lao động cần cù đến sáng tạo nhiều sản phẩm gồm đồ mỹ nghệ ngọc quý, vàng, bạc, đồ gốm, đồ thủy tinh, vải vóc, thuốc nhuộm… Đội ngũ thợ tập hợp vốn kiến thức kỹ thuật hóa học thủ cơng phong phú có giá trị Chính họ để lại cho ngày di vật quý giá như: đền đài, lăng mộ, kho báu, dụng cụ lao động, sinh hoạt… Cấn Văn Thắm - Hà Nội NHỮNG KIẾN THỨC TỔNG HỢP HĨA HỌC Ngồi cịn có tư liệu ghi chép đá, đất sét nung, tre non, giấy lao sậy (papirút Ai Cập) Một papirút có tiếng papirút Ebe (Eber), lưu trữ thư viện Trường Đại học Lepzic (Leipzig) viết khoảng 1600 năm trước công nguyên, phần nói y học, thuốc chữa bệnh Cịn kể thêm tác phẩm số tác giả thi sĩ, sư gia, (truyện “Iliat Ođixê” Hôme (Homere) chiến tranh thành Tơroa (Troie) khoảng 1200 năm trước công nguyên), triết gia (bộ “Bách khoa toàn thư” Pơlin (Pline) viết khoảng kỉ trước cơng ngun),… Các di vật tìm thấy nơi có trình độ văn minh thời cổ đại, khu vực rộng lớn Á – Âu – Bắc Phi, xuất trước sau văn minh: Trung Quốc (sớm nhất), Ấn Độ, Lưỡng Hà, Ai Cập, Hi Lạp, La Mã (muộn nhất) Từ thời xa xưa người Trung Hoa biết sản xuất gồ gốm, số kim loại, đúc chuông, tượng, chế thuốc nhuộm (inđigô,…), thuốc chữa bệnh, sản xuất đường, nấu rượu từ hạt,… Ấn Độ có di vật tương tự phát gần đây, có đồ gốm, đồ đồng niên đại khoảng 3000 năm trước cơng ngun.Khu vực Lưỡng Hà có đất sét khắc chữ hình nêm từ 3000 năm trước cơng ngun ghi lại cách sản xuất kim lại, sắt, đồng, bạc, chì từ quặng, có tượng múa tơn giáo, từ 4000 năm trước công nguyên! Ở Việt Nam, nước Văn Lang, thời vua Hùng, biết sản xuất đồ gốm, nấu đồng, luyện sắt, đúc chuông, tượng, trống đồng, vũ khí… Nền văn minh Ai Cập cổ đại nghiên cứu hiểu biết nhiều Trước bị Đế quốc Hi Lạp xâm chiếm, Ai Cập độc lập có triều đại xây dựng nên từ 7000 năm trước cơng ngun, nước có kỹ thuật tiên tiến giới ngày xưa, nghề thủ cơng đạt tới trình độ cao chế độ chiếm hữu nơ lệ Ai Cập, có phân công lao động thợ thủ công chun mơn hóa sản xuất Ai Cập cổ đại biết nung gạch từ 6000 năm trước công nguyên, biết tinh chế vàng bạc, sản xuất đồ gốm, chế thuốc nhuộm (thuốc nhuộm thực vật inđigô, nghệ, quỳ,… thuốc nhuộm vô hồng hoàng, minium,…) chế rượu bia, rượu nho, dấm, loại thuốc chữa bệnh (thuốc viên, thuốc xoa, thuốc bó,…) có kỹ thuật ướp xác người chu đáo từ 3000 năm trước công nguyên…, kim tự tháp Khuphu (Khufu) 2900 năm trước cơng ngun tìm thấy dao trổ thép chôn theo Từ xa xưa, người trình tìm hiểu giới nhận thấy cần phải có lý thuyết hướng dẫn tiến tới…   Cấn Văn Thắm - Hà Nội NHỮNG KIẾN THỨC TỔNG HỢP HÓA HỌC Những lý thuyết Triết gia cổ Hi Lạp – La Mã   Trong thời Cổ Đại, dân tộc Hi Lạp bật lên khả tổng quát hóa Họ có nhiều nhà triết học mạnh dạn xây dựng nên lý thuyết tổng quát để giải thích tượng mn hình mn vẻ khơng ngừng diễn xung quanh Đáng ý có thuyết chất đầu hay nguyên tố vật, có thuyết nguyên tử cấu tạo gián đoạn vật chất Thuyết nguyên tố hình thành sau: Nhà triết học Talet (Thales) thành phố Milê (Milet) sống kỉ thứ sang kỉ thứ trước công nguyên, suy nghĩ kết luận nước nguyên lí, chất đầu, ngun tố tất cả: “Khơng có xuất phát từ khơng có gì, tất xuất phát từ nước trở lại nước” Đung nóng nước thấy nước biến thành khơng khí (hơi nước), cho bay nước (nước biển) thu đất (muối) Anaximen (Anaximène) sống khoảng kỉ thứ trước công ngun cho khơng khí chất đầu Xênơphan (Xenophane) kỉ cho đất nước chất đầu Hêraclit (Heraclite) (540 – 480 trước công nguyên) coi lửa chất đầu Empêđôc (Empédocle) (490 – 430 trước công nguyên) tổng hợp thành thuyết ngun tố: nước, khơng khí, đất, lửa chất đầu, nguyên tố tạo nên vật Mọi vật thể tạo nên từ chúng theo tỉ lệ khác Chúng ta lưu ý rằng, nguyên tố nghĩa thứ đầu tiên, không kể vật chất hay phi vật chất Gần đồng thời với thuyết nguyên tố, đời thuyết nguyên tử Một vấn đề to lớn xét xem vật chất có cấu tạo nào, chi nhỏ vơ khơng giới hạn, hay có giới hạn? Lơxip (Leucipe) kỉ thứ trước công nguyên tác giả thuyết ngun tử Ơng ch vật chất chia nhỏ dần đến phần tử chia nhỏ nữa, gọi chúng nguyên tử Có ngun tử nước, khơng khí, đất, lửa Đêmơcrit (Democrite (460- 390 trước cơng ngun), học trị Lơxip hoàn thiện lý thuyết thầy, coi ông tổ thật thuyết nguyên tử Đêmôcrit xuất phát từ ngun lý: “khơng có khơng thể cho cả”, lý luận sau để đến thừa nhận tồn nguyên tử: “Nếu vật chia nhỏ khơng có điều, Cấn Văn Thắm - Hà Nội NHỮNG KIẾN THỨC TỔNG HỢP HĨA HỌC khơng có cịn lại Trong trường hợp thứ nhất, vật chất có tồn ảo tưởng mà thơi; trường hợp thứ hai, người ta đặt câu hỏi: cịn lại vậy? Câu trả lời logic có tồn ngun tố thật sự, khơng chia được, không gọi nguyên tử” Ông quan niệm nguyên tử nguyên tố có kích thước hình dạng định, giải thích khác tính chất nguyên tố Những chất thực tế ta thấy liên kết nguyên tử đó, có thay đổi liên kết làm chất biến thành chất khác Lơxip Đêmôcrit nhà vật hồn tồn, khơng chấp nhận có tham gia vị thần thánh tượng vũ trụ Platôn (Platon) (429 – 349 trước công nguyên), triết gia có tên tuổi lớn, sách Timê (Timée) mình, bác bỏ tính chất vật chất, bác bỏ thuyết nguyên tử, trình bày thuyết ý mình: thượng đế xây dựng trật tự giới ngun tố nước, khơng khí, đất, lửa tạo loại sinh vật ứng với nguyên tố là: loại thứ gồm thần tạo nên tia lửa, loại thứ hai gồm động vật có cánh sống khơng khí, loại thứ ba gồm động vật sống nước, loại thứ tư gồm động vật sống cạn Arixtôt (Aristotle) (384 – 322 trước cơng ngun), học trị Platơn, khơng coi nặng thầy vấn đề nghiền ngẫm ý, mà ý nhiều đến việc nghiên cứu thiên nhiên, đến vật cỏ Ông bác bỏ thuyết nguyên tử, thừa nhận vật chất chia vơ hạn, thừa nhận có ngun tố nước, khơng khí, đất, lửa, nhiên quan niệm cặp: khơ - ẩm, nóng – lạnh, tính chất nguyên thủy kết hợp cặp thành ngun tố nước, khơng khí, đất, lửa theo sơ đồ nóng + khơ = lửa nóng + ẩm = khơng khí lạnh + khơ = đất lạnh + ẩm = nước Hệ thống nguyên tố - tính chất ngun thủy Arixtơt trình bày hình Sự khác chất tỉ lệ phối hợp tính chất ngun thủy Khi đun nóng nước thiên nhiên, nước biến thành khơng khí để lại đĩa bã đất Hiện tượng giải thích sau: nước trả ẩm cho lửa, thu nóng lửa Cấn Văn Thắm - Hà Nội 10