nceputurile chimiei i alchimiei

1. Istoria chimiei:ncepe nc dinantichitate, cnd omul primitiv ncepe s transformemediulnconjurtor pentru mbuntirea condiiilor de via i continu i n zilele noastre, cnd sunt descoperite o multitudine de noi materiale, necesare n toate domeniile de activitate.

1.1 Antichitate:nc din cele mai vechi timpuri, oamenii au nceput s studieze proprietilefiziceichimiceale corpurilor dinnatur. Utilizareafoculuia stat la baza apariiei primelor noiuni ale practicii chimice. Pregtirea hranei, olritul, prelucrarea minereurilori ametalelorrezultate, toate acestea au fcut pe om s observe cum substanele se transform rezultnd altele noi, cu alte proprieti.

1.2 Egiptul antic:Meteugariiegiptenierau renumii nu numai nmodul de mblsmare a morilor, ci i n extragereametalelordinminereuri, obinerea de aliaje precum bronzul, fabricareasticlei, n realizarea diverselorcombinaii chimicei pigmeni pentrucosmeticeipicturi,fermentareaberiii avinuluii leacuri pentru diverseboli.

1.3 Mesopotamia:Mesopotamiafiind srac nminereuri,piatrde construcie ilemn, ca materii prime pentru construcii i furirea obiectelor casnice meteugarii utilizauargilaitrestia.n construcii, pe lng crmizile din argil arse la soare, s-a utilizat, pentru prima dat n istorie, bitumul caliantpentru fixarea acestora ntre ele. De asemenea, utilizarea ceramicii smluite multicolore dovedete miestria atins n tehnica construciilor mesopotamiene

1.4 Fenicia:Ca i ceiegipteni, meteugariifenicienierau nentrecui n fabricarea sticlei. Acetia au fost primii care au extraspurpura din corpulmoluteiMurex purpureusi au utilizat-o n colorarea vestimentaiei.

1.5 China antic:Meteugariichinezipreparaubronzulnc din secolul al X-lea .Hr. i au nceput s extragzinculnc din secolul I .Hr. Chinezii practicaumetalurgiafieruluidin secolul al IV-lea .Hr., iar din secolul al X-lea .Hr., olarii prelucrau argila alb, preparnd pentru prima datporelanul.Chinezii introduc procedeul de fabricare ahrtieidinmtase(nc din timpuldinastiei Shangdeci acum circa 15 secole) i apoi din scoara unor arbori, material textil, cnep (inventatorulCai Lun, n anul105).Chinezii, pe lng porelan i hrtie, au inventat ipraful de puc, care era deja utilizat nc din primul secol d.Hr.n ceea ce privete alctuirea material a lumii,filozofia chinezconsidera c la baza universuluise afl cincisubstane primordiale(ap,pmnt,lemn,foc,metal), aflate sub aciunea a dou fore antagoniste: Yin i Yang.

1.6 Grecia antic:Teofrasta descris aciuneaoetuluiasuprametalelor, producnd pigmeni utili nart, incluznd plumbul alb (carbonat de plumb sauceruzit) iverdele de Grecia.FilozofiimaterialitidinGrecia anticajung la mai multe ipoteze: ipoteza unitiimateriei, ipoteza diversitii materiei i concepia atomist.

2. Ipoteze:

2.1 Ipoteza unitii materiei:Conform acestei ipoteze, n alctuirea lucrurilor din natur ar intra o singur substan sau numai cteva, numit i primordiale. Aceasta ar fiapalaThales din Milet, aerul la Anaximene, foculla Heracliti pmntullaXenofan.

2.2 Ipoteza diversitii materieiAli filozofi materialiti n frunte cuAnaxagorai influenai de filozofiaindian, au susinut c lucrurile din natur ar fi alctuite dinparticulemateriale invariabile, dar divizibile la infinit, un fel desemineale lucrurilor.Aceste particule au fost denumite deAristotelhomeomeri, iar deosebirile dintre lucruri se datorau numai proporiilor diferite n care astfel de particule intrau n componena lucrurilor. Empedocle (c. 490 .Hr. c. 430 .Hr.) ncearc s explice diversitatea materiei identificnd 4 elemente ca substane primordiale imuabile, eterne, necreate i indestructibile: focul, apa, pmntul iaerul.Aristotel ia n considerare i dou perechi de caliti complementare: cald - rece i umed - uscat i asociaz combinaia a cte dou din acestea celor patru elemente astfel:pmnt: rece i uscatap: rece i umedaer: cald i umedfoc: cald i uscat.

3. Alchimia:Aprut nc dinantichitate,alchimiacunoate o dezvoltare deosebit nEvul Mediu, cnd tot mai muli credeau c este posibil transformarea metalelor uzuale naur, cu condiia utilizrii unei substane cu puteri magice.

3.1 Perioada elenistic:nAlexandria, care devenise un focar alcivilizaiei elenistice, n afar de celebra Bibliotec, existau ilaboratoare, iar unul dintre primii alchimiti poate fi considerat Zosimos din Panopoliscare trit n jurul anului 300 d.Hr.Hypatia din Alexandriaa inventat un instrument pentru msurareadensitiiapei, un fel de precursor alhidrometrului.

3.2 Alchimia islamic:Dup ocuparea Egiptului,arabiitraduc lucrrile salvate de la incendiul care a distrus Biblioteca din Alexandria. Alchimitii, n frunte cuJabir ibn Hayyan(Geber) (c. 721- c. 815) desfoar o intens activitate tiinific. Sunt puse la punct procedee de purificare a substanelor (filtrarea, sublimarea,cristalizarea fracionat) i metode de preparare a unor substane ca:acid sulfuric,acid azotic,clorur de amoniu,acetat de plumb, amalgamele decupru,zinciplumb, precum iapa regal.Cei mai cunoscui urmai ai lui Geber au fost:persanulAbu Bakr Muhammad ibn Zakariya al-Razi(Rhazes) (865 - 925) itadjiculAb Al al-Husayn ibn Abd Allh ibn Sn(Avicenna) (980 - 1037).Rhazes, medic la spitalul dinBaghdad, i-a amenajat un laborator bine utilat, unde, pe lng studiul efectelor substanelor terapeutice, a lucrat intens pentru descoperirea pietrei filozofale, descoperind astfel numeroase substane. Acestea, precum i alte rezultate ale cercetrilor sale, sunt descrise n lucrarea sa Marea culegeren 12 volume.Avicenna a fost unul dintre primii alchimiti care i-a dat seama c deosebirile dintre metale sunt mult mai profunde i c niciunul din metalele uzuale nu pot fi transformate naur(care era unul din dezideratele alchimitilor) doar printr-o simpl colorare cu vreo substan miraculoas. Lucrrile sale,Cartea vindecrii, Cartea cunotineiiCanonul medicineiau servit ca material de referin pentru universitile europenetimp de aproape ase secole. Prin descrierea metodelor de preparare a substanelor, aceste lucrri pot fi considerate ca adevrate precursoare aleiatrochimieide mai trziu.

3.3 Europa medievala:nevul mediu, n apusulEuropeiexistau mii de alchimiti. Muli dintre ei erau adevrai arlatani, care profitau de naivitatea oamenilor i compromiteau tiina transformrii substanelor, fcnd din aceasta doar un mijloc comod de existen.Unul dintre cei mai de seam alchimiti ai acestei perioade a fostAlbertus Magnus(1195 - 1280). Acesta reuete s extragarsenuliazotatul de argint[11]i i se atribuie una din primele descrieri aleacidului sulfuric.Dintre numeroasele sale lucrri tiinifice, cea mai valoroas a fostDe alchimia(Despre alchimie). Aici sunt descrise proprietile magice ale diverselormineraleipietre preioase.Prin lucrrile sale,Opus majus,Opus minusiOpus tertium, marele nvatenglez Roger Bacon(1214 - 1294) a combtut dogmatismulreligieii filozofiascolastic. Susinnd c preceptul "crede i nu cerceta" reprezint o piedic n calea progresului, Bacon a considerat c la bazatiineitrebuie s fie:observaia, experimentuli matematica. A menionat n scrierile sale existena unorsubstane chimicecomplexe cum ar fipraful de puci a dovedit, pe cale experimental, cardereanu poate avea loc n absenaaerului.ns n secolele XI-XIII, cercettorii i filozofii scolastici acordau atenie concepiilor teologice i nu faptelor experimentale, astfel c acest lucru a rmas neobservat, fiind doar un fapt izolat n domeniul chimei experimentale.Dei nu i-a ndeplinit dezideratele (transformarea metalelor n aur i obinerea tinereii venice), alchimia a pregtit terenul pentru chimia tiinific de mai trziu. Prin acumularea unui uria material de date experimentale i prin dotarea laboratoarelor cu dispozitivele necesare, alchimitii au fost deschiztori de drumuri n organizarea sistematic a cercetrii tiinifice de mai trziu, care va debuta n perioadaRenaterii.

4. Iatrochimia:Aceast perioad de circa dou secole, a nceput n jurul lui 1500 i se caracterizeaz prin deplasarea interesului alchimitilor de la tema transformrii metalelor n aur la cea a preparriimedicamentelor, n contextul n careEuropafusese strbtut deMoartea neagrla sfritul secolului al XIV-lea, urmat un secol mai trziu de un violent val desifilis, adus probabil dinLumea Nou.Cel mai cunoscut reprezentat al acestei perioade a fostTheophrastus Bombastus von Hohenheim (Paracelsus) (1495 - 1541). Acesta a perfecionat aparatul dedistilare, a preparathidrogenuldinoeti din pilitur defieri eterul etilic din etanoli dinvitriol. Combtndteoria umorala luiGalenus, Paracelsus consider c starea deboalse datoreaz insuficienei sau lipsei unuia dintre principiile alchimiste sare, mercur sausulfi cmedicular trebui s refac echilibrul prin aportulmedicamentelor. La prepararea acestora, Paracelsus a utilizat i unii compuianorganicipe baz decupru,mercur, plumb, arsen,antimoniu, sulfsaufier.nvatulgermanGeorg Bauer(supranumit iAgricola) (1494 - 1555), n lucrarea saDe re metallica("Despre prelucrarea metalelor", aprut n 1556), a clasificatminereurilei a descrisminerituli tehnologia proceselormetalurgice, motiv pentru care este considerat ntemeietorulmineralogiei.Contribuii semnificative n domeniul metalurgiei sunt aduse i de nvatulitalianVannoccio Biringuccio (1480c. 1539). Astfel, n lucrarea intitulatPirotechnia(1540), descrie unele procedee tehnice, legate de dezargintarea minereurilor de cupruargentifere, declireaoelului, de carbonizare alemnului.Cercettorul germanAndreas Libavius(1555 - 1616), n lucrareaAlchemia e dispersis passim optimorum auctorum collecta("Alchimie adunat de la cei mai buni autori de pretutindeni", 1597), descrie majoritatea substanelor cunoscute n acea epoc i pe cele sintetizate de el nsui, cum ar fi:clorur de staniu(IV)SnCl4(spiritus fumans)sulfat de amoniu(NH4)2SO4(spiritus urin).Scrierea sa este un adevrat manual de chimie, Libavius putnd fi considerat unul dintre ntemeietorii acestei tiine. Prin lucrarea sa,Miraculum mundi("Minunea lumii"), chimistul germanJohann Rudolf Glauber(1604 - 1670) poate fi considerat unul dintre precursorii chimiei preparative. Acesta a sintetizat numeroi compui anorganici, ca de exempluacidul clorhidricisulfatul de sodiu.

4.1 Van Helmont:nvatulflamandJan Baptista van Helmont(1577? - 1644) sintetiznd anumite substane, a cntrit masele reactanilor i ale produilor dereacie. Astfel, n 1648, apare postum lucrarea sa,Ortus medicinae, n care pe lng descrierea a numeroase experiene, apare i o formulare alegii conservrii masei. Aceast lucrare a exercitat o puternic influen asupra luiRobert Boyle, deci van Helmont poate fi considerat un deschiztor de drumuri n descoperirea acestei legi fundamentale a chimiei. Van Helmont a studiat fermentaiile i a observat c acestea se datoreaz unor substane, pe care le-a numitfermeni]i astfel poate fi considerat unul dintre ntemeietoriienzimologiei. Dei n domeniulfiziologieia aplicat concepii filozoficeidealistei era un alchimist convins cu privire la transformarea metalelor n aur, van Helmont poate fi considerat unul dintre precursorii chimieiexperimentale.

4.2 Robert Boyle:n celebra lucrareThe Sceptical Chemist("Chimistul sceptic") aprut n 1661, chimistul i filozoful englezRobert Boyle(1627 - 1691) delimiteaz net chimia de alchimie i marcheaz nceputul chimiei moderne.[18]Lucrarea combate concepiile retrograde aleperipateticienilor(care susineau c la baza alctuirii Universuluise afl doaraerul,apa,foculipmntul) i alealchimitilor(care considerau c toate lucrurile din natur au n compoziie doar principiile alchimistesare,mercurisulf). Mergnd mai departe Boyle definete pentru prima dat conceptul de element chimic, ca fiind orice substan care nu poate fi descompus prin mijloace chimice obinuite. E drept c aplicarea n practic a acestei definiii s-a dovedit a fi ineficient, deoareceaerul, nefiind descompus pn atunci, era considerat element.Alchimitii credeau c, prin reacia cusulfat de cupru,fierulpoate fi transformat ncupru i c nu ar fi nevoie dect de o substan cu puteri deosebite ("magice") ca un metal s poat fi tranformat naur. Boyle a dovedit c aceast transformare chimic nu are nimic magic, fiind doar o dublsubstituie.Boyle a contribuit de asemenea la dezvoltarea sintezei i analizei chimice calitative. Astfel, a utilizat pentru prima dat indicatorii de culoare(cum ar fi hrtia deturnesol) pentru identificareaacizilori abazelor. A sintetizat unele combinaii anorganice, cum ar ficlorura de antimoniu.Abia cu un secol mai trziu,Lavoisierva descoperioxigenul.Cu toate erorile sale, cum ar fi ineficiena definiieielementului chimici interpretareaidealista calcinrii metalelor, va rmne semnficativ rolul jucat de Boyle n evoluia chimiei catiinexperimental, eliberat de concepiile idealiste ale alchimiei.

5. Chimia modern:

5.1 Legile fundamentale ale chimiei:Perioada modern a evoluiei chimiei ncepe cu momentul enunriilegii conservrii masei.n 1774, efectund un experiment prin caremercuruluiera calcinat ntr-o retort de sticl, chimistul francez Antoine Lavoisier(1743 - 1794) confirm experimental aceast lege. Aceasta fusese formulat nc din1748de ctreenciclopedistulrusMihail Lomonosov(1711 - 1765). Lomonosov contrazice teoria flogisticuluisubliniind c metalele suntelemente chimicei nu substane compuse. Eroarea acestuia a constat n faptul c a presupus c reacia metalelor are loc cuaerul, care pe atunci era considerat element chimic.Pe lng legea conservrii maselor, n dezvoltarea chimiei ca tiin un rol important l-a jucatmecanica newtonian. Astfel, chimitii din jurul anului 1800, n frunte cuenglezul John Dalton(1766 - 1844) iClaude Louis Berthollet(1748 - 1822) susineau c ntre particulele care reacioneaz chimic ntre ele s-ar exercita o atracie, pe care au numit-oafinitate chimic, i care ar fi analoagatraciei gravitaionaledintre corpurile cereti. Berthollet a numit-omas chimic.Tot n aceast perioad au fost descoperite i alte legi fundamentale ale chimiei, ca:legea proporiilor definite, descoperit deJoseph Proustn 1797,legea proporiilor multiple, descoperit deJohn Daltonn 1803 ilegea volumelor constantedesoperit deJoseph Louis Gay-Lussacn 1808.n 1803, Dalton formuleaz teoria atomic modern. Aceasta menine caracterul indivizibil i imuabil alatomului, cum se formulase nantichitate, numai c a transformat ipoteza filozofic aatomismuluiantic ntr-o teorie tiinific.

5.2 Electrochimia:Lucrarea luiLuigi Galvani (1737 - 1798) intitulatDe Viribus Electricitatis in Motu Musculari Commentarius i aprut n 1791 poate fi considerat actul de natere alelectrochimiei. Inventareapilei electrice, n 1800, de ctreAlessandro Volta, (1745 - 1827) a dovedit celectricitateapoate fi creat i pe cale chimic. SirHumphry Davy(1778 - 1829) explic mecanismul generrii acesteia sugernd faptul c metalele au activitate chimic diferit. Ulterior n 1888,Walther Nernst(1864 - 1941) va elabora teoriaforei electromotoare a celulei voltaice, iarSvante Arrheniusstudiaz conductibilitatea electroliilor.n 1800,William Nicholson(1753 - 1815) iJohann Wilhelm Ritter(1776 - 1810) obinhidrogenul i oxigenulprinelectroliz.Experimentele luiMichael Faraday(1791 - 1867) din 1832 au condus la elaborarealegilor electrolizei, care ulterior i vor purta numele.n 1839,William Grove(1811 - 1896) realizeaz primapila de combustie, reprezentnd un mod mult mai eficace de transformare aenergiei chimicenenergie electric.n 1909, fizicianulamericanRobert Andrews Millikan(1868 - 1953) determin experimentalsarcina electricaelectronului.n 1923,Johannes Nicolaus Brnsted(1879 - 1947) iMartin Lowry(1874 - 1936) elaboreaz teoria electrochimic aacizilor i abazelor.n a doua jumtate a secolului al XX-lea apare i se devolt electrochimiacuantic, rezultat al cercetrilor savantuluigruzin Revaz Dogonadze(1931 - 1985) i ale colaboratorilor si.

5.3 Sistemul periodic al elementelor:La sfritul secolului al XVIII-lea i nceputul secolului al XIX-lea se descoper un numr mare de elemente chimice, dintre care:1766:hidrogen(Henry Cavendish)1771:oxigen(Carl Wilhelm Scheele)1772:azot(Daniel Rutherford)1774:clor(Carl Wilhelm Scheele)1807:potasiu,sodiu(Humphry Davy)1808:calciu(Humphry Davy)1825:aluminiu(Hans Christian rsted).n 1869, chimistulrusDimitri Mendeleev(1834 - 1907) formuleaz legea periodicitii proprietilor elementelor chimice. Bazndu-se pe aceasta , ntocmete clasificarea elementelor, cunoscut mai ales sub numele desistemul periodic al elementelor. Realiznd acest tabel, Mendeleev corecteazmasele atomice eronate ale unor elemente i anticipeaz existena altor elemente necunoscute n acea epoc (de exemplu:galiu,germaniu,scandiu,poloniu).

5.4 Chimia organic:Marele chimistsuedezJns Jakob Berzelius(1779 - 1848) a descoperit unele elemente chimice (printre care:siliciu,zirconiu,titaniu,seleniu), a elaborat numeroase metode de analiz i a folosit pentru prima dat simbolurileelementelor chimice. Lucrarea sa,Manual de chimie(aprut n opt volume n perioada 1808 - 1830) poate fi considerat primul tratat dechimie organicdin lume.Berzelius considera csubstanele organiceiau natere sub aciunea unei fore necunoscute, pe care a numit-ofor vital("vis vitalis") i care exist numai norganismelevii. Concepia vitalisteste infirmat de chimistulgermanFriedrich Whler(1800 - 1882) care reuete s obin n laboratoracidul oxalicn 1824 iureean 1828. Seria sintezelor organice continu. ChimistulgermanAdolph Wilhelm Hermann Kolbe(1818 - 1884) sintetizeazacidul aceticn 1845, iar Berthellotacetilenan 1862. ChimistulrusAleksandr Butlerov (1828 - 1886) obine: iodura de metilen, trioximetilenul, urotropina. Toate aceste descoperiri au relevat faptul c nu exist niciofor vital, c toate procesele chimice se supun acelorai legi

5.5 Stereochimia:Pasteur a observat n 1849 csrurileacidului tartricproduc rotaia luminiipolarizate, fiind astfel considerat fondatorul stereochimiei. Un fenomen similar este observat, nc din 1815, de ctre fizicianul francez Jean-Baptiste Biot(1774 - 1862) studiaz polarizarealuminii. n 1874, chimistul olandez Jacobus Henricus van 't Hoff(1852 - 1911) ifrancezulJoseph Le Bel(18471930) explic acest efect optic prin modul de aranjare spaial a atomilor decarbon.Noiunea devalen, introdus n 1853 de chimistulenglezEdward Frankland(1825 - 1899), este definit de ctreitalianul Stanislao Cannizzaro(1826 - 1910) n 1858, iar n 1860, la Congresul de la Karlsruhe, aceast definiie a fost acceptat de toi oamenii de tiin. Semnalnd n 1858 tetravalena atomului de carbon, chimistulgermanFriedrich August Kekul von Stradonitz(1829 - 1896) dezvolt teoria valenei i ajunge la concluzia c cele mai mici componente alemoleculelorsunt atomii, nu radicalii liberi. n acelai an, chimistulscoianArchibald Scott Couper(1831 - 1891) dezvolt acest concept artnd c atomii de carbon se pot uni ntre ei formnd catene care stau la baza unor molecule cu structur complex.n 1861, Butlerov susine, la Congresul Medicilor i Naturalitilor Germani dinSpeyer, c proprietile unei substane nu depind numai compoziia sa chimic (adic de felul i numrul atomilor din moleculele substanei respective), ci i deformula structural(adic de modul n care atomii din molecule sunt unii ntre ei). Pentru a descrie aceasta proprietate, Berzelius introduce conceptul deizomerie.

5.6 Biochimia:Biochimia i are originile nchimia organic, dar debuteaz ca tiin de sine-stttoare atunci cnd, n 1833, chimistul francezAnselme Payen(1795 - 1871) descoper primaenzim, numit astziamilaz. n 1896, chimistul germanEduard Buchner(1860 1917) explic mecanismul fermentaiei alcoolice.Un alt eveniment important l constituie descoperireageneii a rolului jucat de aceasta n transferul informaieicelulare, cnd asistm la apariia unui domeniu nou,biologia molecular.n a doua jumtate a secolului al XX-lea,James D. Watson,Francis Crick,Rosalind Franklini Maurice Wilkinsdetermin structuraADN-ului.

5.7 Chimia cuantic:n 1838,Michael Faraday(1791 - 1867) descoperradiaia catodic, ceea ce conduce la studiul particulelor elementare. FizicianulgermanLudwig Boltzmann(1844 - 1906) sugereaz posibilitatea ca energia unui sistem fizic s fie discret, ceea ce l determin peMax Planck(1858 - 1947) s formuleze, n 1900, ipotezacuantic.n 1927, fizicianul i chimistulamericanRobert S. Mulliken(1896 - 1986) mpreun cu fizicianul german Friedrich Hund(1896 - 1997) elaboreazteoria orbitalului molecular. AmericanulJohn C. Slater(1900 - 1976) introduce, n 1930, un model matematic bazat pefuncii exponenialepentru descrierea orbitalului atomic.Chimistul americanLinus Pauling(1901 - 1994) se remarc prin aplicareamecanicii cuanticen chimie. Descoperirile sale au condus savanii britanici la determinarea structurii de dublelicea moleculei deADN.

5.8 Chimia nuclear:Descoperirea, n 1895, arazelor Xde ctreWilhelm Conrad Rntgen(1845 - 1923) i, un an mai trziu, aradioactivitii uraniuluide ctreAntoine Henri Becquerel(1852 - 1908), ca ulterior soiiMarie(1867 - 1934) iPierre Curie(1859 - 1906) s descopere noi elemente radioactive, toate acestea deschid un nou domeniu de cercetare.Prima reacie nuclear a fost efectuat n 1919 de ctre fizicianulenglezErnest Rutherford(1871 - 1937) care a efectuat bombardareanucleelor atomicedeazotcuhelioni, obinnd protoni i nuclee de izotopi aioxigenului. Compatriotul su James Chadwick(1891 - 1974), n 1932, prin bombardarea nucleelor deberiliu cu helioni, obine nuclee decarboni neutroni. n 1938, chimistul germanOtto Hahn(1879 - 1968) reuete fisiunea nuclearauraniuluii atoriului.

Cuprins

1.Istoria chimiei 1.1 Antichitate 1.2Egiptul antic 1.3Mesopotamia 1.4Fenicia 1.5China antic 1.6Grecia antic

2Ipoteze 2.1 Ipoteza unitii materiei 2.2Ipoteza diversitii materiei

3Alchimia 3.1Perioada elenistic 3.2Alchimia islamic 3.3Europa medieval

4Iatrochimia 4.1Van Helmont 4.2Robert Boyle

5 Chimia modern 5.1Legile fundamentale ale chimiei 5.2Electrochimia 5.3Sistemul periodic al elementelor 5.4Chimia organic 5.5Stereochimia 5.6Biochimia 5.7Chimia cuantic 5.8Chimia nuclear

6/8