Tujuan: untuk mengetahui mengapa kimia adalah ilmu favorit Lomonosov, dan kontribusi apa yang diberikan Mikhail Vasilyevich terhadapnya Isi: Biografi Biografi Universitas Marburg Keunggulan Lomonosov Keunggulan Lomonosov Hukum kekekalan massa zat Hukum kekekalan massa zat daerah tempat Lomonosov pergi daerah sasarannya di mana Lomonosov meninggalkan jejaknya di Universitas Negeri Moskow. Universitas Negeri Lomonosov Moskow. Lomonosov Kabinet ahli kimia M.V. Lomonosov Kabinet ahli kimia M.V. Lomonosov Ilmu kimia Ilmu kimia persetujuan ilmu-ilmu di tanah air Persetujuan ilmu-ilmu di tanah air Monumen M.V. Lomonosov di tanah air Monumen M.V Makam Lavra M.V. Lomonosov di Alexandra - Nevsky Lavra
Mikhail Vasilyevich Lomonosov lahir pada 8 November 1711 di desa Denisovka dekat Kholmogory. Ayahnya, Vasily Dorofeevich, adalah seorang pria terkenal di Pomorie, pemilik artel pemancingan dan pedagang sukses. Mikhail Vasilyevich Lomonosov lahir pada 8 November 1711 di desa Denisovka dekat Kholmogory. Ayahnya, Vasily Dorofeevich, adalah seorang pria terkenal di Pomorie, pemilik artel pemancingan dan pedagang sukses.
Pada tahun 1735, 12 siswa yang paling cakap dipanggil dari Akademi Moskow ke Akademi Ilmu Pengetahuan. Tiga di antaranya, termasuk Lomonosov, dikirim ke Jerman, ke Universitas Marburg, kemudian melanjutkan pendidikannya di Freiburg. Pada tahun 1735, 12 siswa yang paling cakap dipanggil dari Akademi Moskow ke Akademi Ilmu Pengetahuan. Tiga di antaranya, termasuk Lomonosov, dikirim ke Jerman, ke Universitas Marburg, kemudian melanjutkan pendidikannya di Freiburg.
Kelebihan Lomonosov Ilmu favorit Lomonosov adalah kimia. Dia menciptakan laboratorium kimia di St. Petersburg dan menemukan undang-undang baru; Ilmu favorit Lomonosov adalah kimia. Dia menciptakan laboratorium kimia di St. Petersburg dan menemukan undang-undang baru; Saat belajar fisika, dia memecahkan misteri badai petir dan cahaya utara; Saat belajar fisika, dia memecahkan misteri badai petir dan cahaya utara; Dia suka mengamati bintang-bintang dan mengembangkan teleskop; Dia suka mengamati bintang-bintang dan mengembangkan teleskop; Saat mengamati Venus, ia menemukan bahwa planet ini memiliki atmosfer; Saat mengamati Venus, ia menemukan bahwa planet ini memiliki atmosfer; Dia adalah ahli geografi kutub pertama di dunia; Dia adalah ahli geografi kutub pertama di dunia; Ia mempelajari sejarah Slavia kuno dan sejarah pembuatan porselen; Ia mempelajari sejarah Slavia kuno dan sejarah pembuatan porselen; Dan betapa banyak yang dia lakukan untuk meningkatkan bahasa Rusia! Dan betapa banyak yang dia lakukan untuk meningkatkan bahasa Rusia! Menulis puisi; Menulis puisi; Dia menghidupkan kembali produksi kaca berwarna dan membuat lukisan mosaik ("Potret Peter I", "Pertempuran Poltava"); Dia menghidupkan kembali produksi kaca berwarna dan membuat lukisan mosaik ("Potret Peter I", "Pertempuran Poltava"); Membuka universitas Rusia pertama di Moskow. Membuka universitas Rusia pertama di Moskow.
Dia mendirikan universitas pertama. Lebih tepatnya, ini adalah universitas pertama kami. A.S.Pushkin. Pada tahun 1748 ia merumuskan hukum kimia yang paling penting - hukum kekekalan massa materi dalam reaksi kimia. Massa zat yang bereaksi sama dengan massa zat yang dihasilkan.
Sejarah umat manusia mengenal banyak orang yang multi talenta. Dan di antara mereka, ilmuwan besar Rusia Mikhail Vasilyevich Lomonosov harus ditempatkan di salah satu tempat pertama. Sejarah umat manusia mengenal banyak orang yang multi talenta. Dan di antara mereka, ilmuwan besar Rusia Mikhail Vasilyevich Lomonosov harus ditempatkan di salah satu tempat pertama. Optik dan panas, listrik dan gravitasi, meteorologi dan seni, geografi dan metalurgi, sejarah dan kimia, filsafat dan sastra, geologi dan astronomi adalah bidang-bidang di mana Lomonosov meninggalkan jejaknya. Optik dan panas, listrik dan gravitasi, meteorologi dan seni, geografi dan metalurgi, sejarah dan kimia, filsafat dan sastra, geologi dan astronomi adalah bidang-bidang di mana Lomonosov meninggalkan jejaknya.
Tujuan hidup Lomonosov hingga hari terakhirnya adalah “menegakkan ilmu pengetahuan di tanah air”, yang ia anggap sebagai kunci kemakmuran tanah airnya. Tujuan hidup Lomonosov hingga hari terakhirnya adalah “menegakkan ilmu pengetahuan di tanah air”, yang ia anggap sebagai kunci kemakmuran tanah airnya.
"VINEGAROON" adalah pewarna hitam untuk kulit samak nabati.
Itu dibuat di rumah dan bahannya adalah cuka biasa dan besi.
Ketika dicampur dan dibiarkan selama satu bulan (atau lebih), terjadi proses oksidasi besi,
itu larut dalam cuka dan menghasilkan cairan
yang bila berinteraksi dengan tanin nabati di kulit akan menimbulkan reaksi
dan berubah menjadi hitam. Semakin banyak tanin, semakin gelap dan jenuh warnanya.
Oleh karena itu, sebelum mengecat, Anda bisa merendam kulit dalam infus kental teh atau kopi atau kenari dan warnanya akan menjadi hitam pekat.
Dan karena alasan inilah “pewarna” ini hanya berlaku untuk kulit samak nabati; tidak akan berfungsi pada kulit krom - tidak ada tanin nabati di sana. Pada prinsipnya ini juga tidak bisa disebut pewarna, karena pada dasarnya bukan cat, melainkan oksida yang bereaksi dan berubah warna. Saat dipakai, kulit yang diwarnai tidak meninggalkan bekas hitam pada pakaian, seperti yang sering terjadi pada cat konvensional.
Keunggulan pewarna ini adalah harganya yang sangat murah (cuka meja sederhana dan spons logam termurah, atau bahkan lebih murah jika Anda memiliki segenggam paku tua yang berkarat). Bisa dibuat satu atau dua liter atau lebih tanpa biaya khusus. Dan catnya lebih baik daripada cat biasa - menembus dan tidak menempel pada pakaian.
Saya dapat menjawab semua pertanyaan bukan sebagai seorang spesialis, tetapi sebagai orang yang “membaca sedikit tentangnya” dan “mencobanya sendiri”. Jika Anda mencari kata "vinegaroon" Anda akan menemukan banyak informasi tentang topik ini (jika Anda tertarik).
Jadi..
Yang kita butuhkan hanyalah cuka putih murni tanpa kotoran dan lap piring ANTI KARAT.
Paku tua yang berkarat juga bisa digunakan dengan baik, begitu pula dengan kikir besi. Yang penting itu BUKAN baja tahan karat.
Saya tidak dapat menemukan waslap biasa di toko terdekat (hanya yang berbahan baja tahan karat)
tapi saya menemukan waslap dengan sabun. Harganya sangat mahal tetapi Anda harus membilas semua sabunnya.
Dalam foto - sebotol kecil cuka dan seikat kain lap -
ini terlalu banyak, ternyata nanti hanya dibutuhkan 3-4 saja. Anda membutuhkan lebih banyak cuka.
Saya membilas waslap tidak hanya dengan air panas, tetapi juga dengan campuran deterjen pencuci piring
untuk membilas semua minyak yang melapisi kain lap agar tidak berkarat.
Semakin kecil dan halus seratnya -
semakin baik dan cepat mereka akan teroksidasi dan larut. Carilah yang kecil dan tipis di toko.
Ambil toples kaca bekas. Saya tidak punya, jadi saya ambil yang “dibutuhkan”. Apa yang harus dilakukan..
Isi 3-4 waslap dan masukkan ke dalam stoples. Jangan menekannya, biarkan mereka “menggantung” dalam penerbangan bebas.
Di sini saya mengisi toples penuh, tapi kemudian mengeluarkan setengahnya.
Isi dengan cuka. Saya hanya membeli satu botol tetapi sekarang saya menyadari bahwa saya membutuhkan lebih banyak..
Oksidasi dimulai seketika - cuka berubah menjadi karat dalam hitungan detik
Tutupi toples dengan penutup. Jangan menutupnya rapat-rapat - Anda memerlukan lubang kecil, jika tidak, gas penguapan akan merobek tutup toples.
Tempatkan di tempat yang hangat. Stoples saya ada di lantai dapur.
Tidak ada baunya, hanya jika Anda memasukkan hidung Anda ke dalam toples - maka brrrrrr!
Secara harfiah keesokan harinya cairan itu jernih dan menjadi jernih.
Setrika menjadi tertutup gelembung - prosesnya telah dimulai!
Aduk seluruh campuran setiap hari.
Semua ini harus meresap dan larut setidaknya selama dua minggu, sebaiknya sebulan.
Di foto Anda melihat apa yang saya dapatkan setelah satu bulan dan satu minggu infus.
Besi larut, kerak oksida muncul di bagian atas, dan sedimen muncul di bagian bawah. Cairannya hampir transparan.
Warna kuning di foto adalah karat pada dinding kaleng.
Sekarang Anda perlu menyaring semuanya. Anda melihat bahwa cairannya transparan. Anda juga melihat potongan oksida hitam.
Inilah yang tertinggal di bawah. Saya menjadi bersemangat dan juga menuangkannya ke dalam panci biasa, tapi mungkin lebih baik membuangnya.
Ternyata cairannya agak keruh
Jadi saya menyaringnya lagi
ini yang tersisa di serbet
Sekarang saya membiarkan toplesnya diseduh selama beberapa hari lagi tetapi dengan tutupnya terbuka penuh,
sehingga semua uapnya hilang. proses oksidasi utama terjadi karena uap,
jadi sangat penting untuk menjaga tutupnya tetap tertutup sepanjang bulan
hanya menyisakan beberapa lubang untuk keluarnya gas berlebih. Sekarang biarkan semuanya keluar.
Setelah beberapa hari, cairan saya terpisah seperti yang Anda lihat di foto.
Saya menyaringnya lagi melalui beberapa lapis serbet tebal. Warna merah adalah lapisan paling atas
Sekarang lapisan tengahnya telah hilang - menjadi lebih terang dan kuning
Kami tidak membutuhkan sedimennya - kami akan membuangnya
ini masih berupa potongan oksida setelah infus tahap kedua
Dan ini pewarna kami. cuka. Semuanya disaring dan dikemas ke dalam stoples (atau botol jika Anda mau).
Sekarang bisa bertahan selama satu atau dua tahun. Itu tergantung seberapa sering Anda menggunakan Vinegarun.
Anda mewarnai kulitnya, lalu menuangkan kembali cairan ke dalam stoples dan menutupnya.
Biarkan sampai penggunaan berikutnya.
Begitu seterusnya - sampai "benteng" tersebut melemah. Ketika Anda melihat warnanya tidak lagi sepenuhnya hitam dan
bahwa untuk mewarnai Anda harus membiarkan kulit berada di dalam cuka lebih lama dan lebih lama lagi - inilah waktunya untuk memperbaruinya.
Anda tidak perlu menuangkan cairannya, tetapi cukup tambahkan beberapa waslap lagi dan sebotol cuka segar.
dan lakukan seluruh proses tingtur lagi.
Warna winegarun mungkin berbeda (maksud saya warna cairannya dan bukan warna kulit yang dicat).
Saya mendapat yang kuning cantik, tapi sejujurnya -
di semua forum biasanya ditulis hasilnya hitam atau merah keruh atau transparan..
Itu semua tergantung pada proporsi cuka dan zat besi, menurut saya, serta pada kondisi infus -
pencahayaan, suhu, waktu infus.
Banyak penyamak kulit yang sangat tidak sabar dan mulai menggunakan tingtur dalam waktu dua minggu atau bahkan lebih awal.
Ini akan berubah menjadi hitam, tetapi untuk infus yang benar-benar berkualitas tinggi, lebih baik bersabar dan diamkan selama sebulan.
Oleh karena itu, jika Anda mendapatkan warna yang berbeda dari saya, bukan berarti Anda melakukan kesalahan.
Mungkin saya salah melakukannya
Jika selama “fermentasi” cairan menjadi keruh kemerahan, ini berarti Anda sudah berlebihan menggunakan zat besi dan cuka tidak cukup untuk mengolah semuanya. Tambahkan cuka segar ke dalam botol dan semuanya akan beres dalam satu atau dua hari.
Sekarang mari kita coba mewarnai kulitnya. Cara terbaik adalah melakukan ini saat mandi.
Ambil nampan untuk mengembangkan foto (jika ada, saya punya banyak)
masa kecil yang penuh badai tetapi semua orang tetap tinggal di Ukraina), Anda dapat mengambil yang lain yang cocok
wadah non-logam yang cukup besar untuk menampung potongan kulit Anda.
Saya tidak melukis apa pun sekarang, saya hanya mengambil sepotong kulit untuk kejelasan dan saya tidak akan mandi. Aku akan basah kuyup ke dalam toples.
Jika Anda akan mandi, tuangkan cuka ke dalamnya dan celupkan kulit Anda ke dalamnya.
Biarkan kulit dalam larutan selama beberapa detik dan angkat.
Di sini, di foto saya hanya memegangnya selama satu detik - saya basah dan mengeluarkannya. Kulit langsung berubah menjadi abu-abu - reaksinya dimulai
Saya basah lagi dan segera mengeluarkannya. Ini untuk kejelasan.
Area yang lebih terang adalah 1 detik dalam larutan. Yang lebih gelap - 2 detik dalam larutan.
Sekarang kita letakkan kulitnya di permukaan meja dan melihatnya. Warnanya berubah di depan mata Anda.
Semakin hitam dan semakin hitam setiap detiknya.
Diamkan 5-10 menit (saya diamkan 2 menit, tapi butuh waktu lebih lama agar meresap dan menghitam dengan baik).
Sekarang Anda perlu menghentikan reaksinya dan untuk melakukan ini, Anda perlu mencelupkan bagian kulit yang berwarna ke dalam larutan soda kue.
Saya memasukkan satu sendok makan penuh soda kue per liter air.
Celupkan kulit ke dalam larutan ini dan segera keluarkan. Jika dipegang terlalu lama, kulit akan “terbakar”.
Anda akan melihat bagaimana, setelah kontak dengan larutan soda, kulit menjadi tertutup gelembung -
proses oksidasi dinetralkan (saya tidak ingat kapan saya mengoperasi t
dengan kata-kata cerdas untuk terakhir kalinya - mungkin saat masih sekolah!
Sekarang segera celupkan kulit ke dalam air mengalir dan bilas semuanya dengan baik.
Kulit tidak perlu dikerutkan atau dipelintir - jika ada emboss pada kulit, Anda akan merusaknya.
Tahan saja di bawah keran dalam waktu lama atau simpan di dalam mangkuk berisi air bersih agar sodanya hilang
Ini adalah sisi yang salah.
Ini sudah sedikit kering. Anda melihat garis yang memisahkan area terang dan gelap.
Seperti yang Anda ingat, yang lebih terang berada di dalam winegaroon hanya selama satu detik, dan yang lebih gelap berada di dalam winegaroon selama 2 detik.
Anda perlu menyimpannya tidak lebih dari satu menit; ketika larutan benar-benar segar, setengah menit saja sudah cukup.
Saya menahannya selama satu dan dua detik - supaya Anda dapat melihat cara kerjanya.
Sepotong kulit kita benar-benar kering. Warnanya hitam tapi tidak hitam juga.
Sekarang keajaiban sebenarnya adalah memberi warna hitam pekat pada kulit.
Selama seluruh proses ini, kulit kehilangan minyak dan menjadi kering.
Itu sebabnya warnanya lebih abu-abu dibandingkan hitam.
Kita perlu mengembalikan minyak yang hilang pada kulit agar dapat memperoleh warna yang benar-benar indah.
Anda bisa menggunakan minyak apa saja UNTUK KULIT.
Anda dapat menggunakan NEATSFOOT OIL - ini yang terbaik untuk kulit.
Anda dapat menggunakan produk lain yang Anda temukan - lihat produsen produk perawatan kulit.
Jangan gunakan minyak sayur zaitun atau bunga matahari - ini adalah minyak mineral dan tidak cocok untuk menangani kulit.
Saya mengambil apa yang ada - salah satu minyak yang saya gunakan saat bekerja.
Saya hanya mengoleskan minyak pada setengah bagian kulit agar terlihat perbedaannya.
Mereka juga mengatakan bahwa Anda bisa menggunakan kondisioner kulit
(bukan untuk kulit wajah tapi untuk produk kulit) sebagai pengganti minyak. Saya memutuskan untuk mencobanya dan mengambil favorit saya.
Saya mengoleskan kondisioner ke area kecil - di sudut kanan atas kulit.
Saya juga mengoleskan minyak dari dalam - tapi sedikit saja,
agar kulit tidak menjadi asam karena minyak, tetapi cukup sampai berubah warna
Saya memutuskan untuk melakukan semuanya dan menerapkan fixer - sedikit, untuk bersinar.
Di area yang tidak ada minyak, fiksatif langsung diserap - di sana kulit kering dan membutuhkan nutrisi.
Dan di tempat Anda mengoleskan minyak, kulit sudah cukup ternutrisi dan bahan pengikat diserap secara perlahan dan enggan.
Saya perhatikan bahwa di tempat penerapan kondisioner, fiksatifnya diserap dengan sangat cepat,
yang berarti kondisioner tidak cukup untuk mengembalikan zat-zat yang diperlukan kulit. Lebih baik menggunakan minyak.
Semuanya diserap dan dikeringkan. Bagian bawah kulit di foto diberi minyak.
Warna hitam kaya yang indah. Kanan atas adalah bagian yang diberi kondisioner.
Kalau tidak dibandingkan dengan sepotong mentega, maka pada prinsipnya itu normal.
Di kiri atas adalah cuka murni tanpa pengolahan lebih lanjut dengan minyak. Kulit kehilangan minyak dan berwarna abu-abu kering.
Ini foto dari sudut yang berbeda (hitam cukup sulit untuk difoto).
Area tanpa minyak atau kondisioner dilingkari merah.
Tembakan lebih dekat.
Potongan tersebut menunjukkan bahwa pada area yang diberi minyak (di sebelah kanan), tempat minyak diserap, warnanya menjadi hitam.
Dan jika tidak ada minyak - di sebelah kiri - warna di dalam kulit tetap sama.
Yang dilingkari merah adalah area yang menghabiskan satu detik di winegaroon. Yang lainnya - 2 detik dalam larutan.
Bagian tersebut menunjukkan bahwa jika kulit berada dalam larutan hanya selama satu detik, pewarna tidak mempunyai waktu untuk diserap ke dalam kulit.
Dan saat saya menahannya selama dua detik, pewarnanya meresap lebih dalam.
Saat mewarnai kulit dengan Vinegarun, larutan akan menembus jauh ke dalam kulit dalam waktu 30 detik atau lebih.
dan akan mewarnainya sepenuhnya dari dalam. Minyak kemudian akan menyelesaikan pekerjaannya dan warnanya akan berubah menjadi hitam yang indah.
Ini pengalaman saya membuat Vinegarun - pewarna hitam. Saya berbagi dengan Anda proses yang saya lalui.
Jika Anda memiliki pertanyaan, tanyakan, mungkin saya bisa menjawabnya. Tapi izinkan saya mengingatkan Anda bahwa saya bukan ahli dalam hal ini.
Saya baru saja mencoba apa yang saya temukan di Internet.
Saya bahkan tidak menggunakan warna hitam saat bekerja - saya mencobanya karena penasaran!
(Tapi mungkin sekarang saya akan menggunakannya - saya tidak akan menyia-nyiakan pekerjaan saya selama satu setengah bulan!)
Terima kasih atas perhatian Anda! Pertanyaan dipersilakan!
Bahan:
Cuka meja, besi
Halaman 7 dari 8
Kimia menyebar luas...
Sekali lagi tentang berlian
Berlian mentah yang belum diproses adalah yang terbaik dari “semua mineral, material, dll.” Teknologi modern akan sulit tanpa berlian.
Sebuah berlian, setelah selesai dan dipoles, berubah menjadi berlian, dan tidak ada bandingannya di antara batu-batu berharga.
Berlian biru sangat dihargai oleh para pembuat perhiasan. Mereka sangat langka di alam, dan oleh karena itu mereka membayar banyak uang untuk itu.
Tapi Tuhan menyertai mereka, dengan perhiasan berlian. Biarlah ada lebih banyak berlian biasa sehingga Anda tidak perlu gemetar karena setiap kristal kecil.
Sayangnya, hanya ada sedikit simpanan berlian di Bumi, dan bahkan lebih sedikit lagi yang kaya. Salah satunya di Afrika Selatan. Dan masih menghasilkan hingga 90 persen produksi berlian dunia. Kecuali Uni Soviet. Sekitar sepuluh tahun yang lalu, kawasan penghasil berlian terbesar di Yakutia ditemukan. Sekarang ada industri penambangan berlian di sana.
Kondisi ekstrim diperlukan untuk membentuk berlian alami. Suhu dan tekanan yang sangat besar. Berlian lahir di kedalaman bumi. Di beberapa tempat, lelehan yang mengandung berlian meletus ke permukaan dan memadat. Namun hal ini sangat jarang terjadi.
Apakah mungkin dilakukan tanpa jasa alam? Bisakah seseorang membuat berlian sendiri?
Sejarah ilmu pengetahuan telah mencatat lebih dari selusin upaya untuk memperoleh berlian buatan. (Ngomong-ngomong, salah satu “pencari kebahagiaan” pertama adalah Henri Moissan, yang mengisolasi fluor gratis.) Semuanya tidak berhasil. Entah metode tersebut pada dasarnya salah, atau para peneliti tidak memiliki peralatan yang dapat menahan kombinasi suhu dan tekanan tinggi.
Baru pada pertengahan tahun 50-an teknologi terbaru akhirnya menemukan kunci untuk memecahkan masalah berlian buatan. Bahan baku awalnya, seperti yang diharapkan, adalah grafit. Ia terkena tekanan simultan 100 ribu atmosfer dan suhu sekitar 3 ribu derajat. Sekarang berlian diproduksi di banyak negara di dunia.
Tapi ahli kimia di sini hanya bisa bersukacita bersama orang lain. Peran mereka tidak begitu besar: fisika mengambil alih tanggung jawab utama.
Namun ahli kimia berhasil melakukan hal lain. Mereka secara signifikan membantu meningkatkan kualitas berlian.
Bagaimana cara memperbaikinya? Mungkinkah ada yang lebih sempurna dari berlian? Struktur kristalnya adalah kesempurnaan di dunia kristal. Berkat susunan geometris atom karbon yang ideal dalam kristal berlian, kristal berlian menjadi sangat keras.
Anda tidak bisa membuat berlian lebih keras dari aslinya. Namun ada kemungkinan untuk membuat suatu zat lebih keras dari berlian. Dan ahli kimia menciptakan bahan mentah untuk ini.
Ada senyawa kimia boron dan nitrogen - boron nitrida. Secara lahiriah, ia biasa-biasa saja, tetapi salah satu cirinya mengkhawatirkan: struktur kristalnya sama dengan grafit. "Grafit putih" - nama ini telah lama diberikan untuk boron nitrida. Benar, tidak ada yang mencoba membuat ujung pensil darinya...
Ahli kimia telah menemukan cara murah untuk mensintesis boron nitrida. Fisikawan mengujinya dengan berat: ratusan ribu atmosfer, ribuan derajat... Logika tindakan mereka sangat sederhana. Karena grafit “hitam” telah diubah menjadi intan, bukankah mungkin memperoleh zat yang mirip dengan intan dari grafit “putih”?
Dan mereka memperoleh apa yang disebut borazon, yang kekerasannya lebih unggul dari berlian. Ini meninggalkan goresan pada tepi berlian yang halus. Dan dapat menahan suhu yang lebih tinggi - Anda tidak bisa membakar borazon begitu saja.
Borazon masih mahal. Akan ada banyak kesulitan untuk membuatnya lebih murah secara signifikan. Tapi hal utama sudah selesai. Manusia kembali ternyata lebih mampu dibandingkan alam.
...Dan inilah pesan lain yang baru-baru ini datang dari Tokyo. Ilmuwan Jepang berhasil menyiapkan zat yang kekerasannya jauh lebih unggul daripada berlian. Mereka memasukkan magnesium silikat (senyawa yang terbuat dari magnesium, silikon, dan oksigen) pada tekanan 150 ton per sentimeter persegi. Untuk alasan yang jelas, rincian sintesisnya tidak diiklankan. “Raja kekerasan” yang baru lahir ini belum memiliki nama. Tapi itu tidak masalah. Hal lain yang lebih penting: tidak ada keraguan bahwa dalam waktu dekat berlian, yang selama berabad-abad menduduki puncak daftar zat yang paling keras, tidak akan menempati urutan pertama dalam daftar ini.
Molekul tak berujung
Semua orang tahu karet. Ini adalah bola dan sepatu karet. Ini adalah keping hoki dan sarung tangan ahli bedah. Terakhir, ban mobil dan bantalan pemanas, jas hujan tahan air, dan selang air.
Kini karet dan produk berbahannya diproduksi di ratusan pabrik dan pabrik. Beberapa dekade yang lalu, karet alam digunakan di seluruh dunia untuk membuat karet. Kata "karet" berasal dari bahasa India "kao-chao", yang berarti "air mata pohon karet". Dan Hevea adalah sebatang pohon. Dengan mengumpulkan dan mengolah sari susunya dengan cara tertentu, masyarakat memperoleh karet.
Banyak hal bermanfaat yang dapat dibuat dari karet, namun sayangnya ekstraksinya sangat memakan waktu dan Hevea hanya tumbuh di daerah tropis. Dan ternyata tidak mungkin memenuhi kebutuhan industri dengan bahan baku alami.
Di sinilah ilmu kimia membantu manusia. Pertama-tama, ahli kimia mengajukan pertanyaan: mengapa karet begitu elastis? Mereka harus mempelajari “air mata Hevea” dalam waktu yang lama, dan akhirnya mereka menemukan jawabannya. Ternyata molekul karet tersusun dengan cara yang sangat unik. Mereka terdiri dari sejumlah besar mata rantai identik yang berulang dan membentuk rantai raksasa. Tentu saja, molekul “panjang” seperti itu, yang mengandung sekitar lima belas ribu unit, mampu menekuk ke segala arah, dan memiliki elastisitas. Mata rantai pada rantai ini ternyata adalah karbon, isoprena C5H8, dan rumus strukturnya dapat digambarkan sebagai berikut:
Akan lebih tepat untuk mengatakan bahwa isoprena seolah-olah merupakan monomer alami asli. Selama proses polimerisasi, molekul isoprena sedikit berubah: ikatan rangkap antara atom karbon terputus. Karena pelepasan ikatan ini, masing-masing ikatan dihubungkan menjadi molekul karet raksasa.
Masalah produksi karet buatan telah lama menjadi perhatian para ilmuwan dan insinyur.
Tampaknya masalahnya tidak terlalu rumit. Pertama dapatkan isoprena. Kemudian buatlah itu terpolimerisasi. Hubungkan masing-masing unit isoprena ke dalam rantai karet buatan yang panjang dan fleksibel.
Kelihatannya satu hal, tapi ternyata ada hal lain. Bukan tanpa kesulitan para ahli kimia mensintesis isoprena, tetapi ketika sampai pada polimerisasinya, karet tidak diperoleh. Tautan-tautan tersebut terhubung satu sama lain, tetapi secara sembarangan, dan tidak dalam urutan tertentu. Dan produk buatan diciptakan, agak mirip dengan karet, tetapi dalam banyak hal berbeda dari karet.
Dan ahli kimia harus menemukan cara untuk membuat unit isoprena berputar menjadi rantai ke arah yang diinginkan.
Karet buatan industri pertama di dunia diproduksi di Uni Soviet. Akademisi Sergei Vasilyevich Lebedev memilih zat lain untuk ini - butadiena:
Komposisi dan strukturnya sangat mirip dengan isoprena, tetapi polimerisasi butadiena lebih mudah dikendalikan.
Karet buatan yang kini dikenal cukup banyak jumlahnya (berbeda dengan karet alam, kini sering disebut elastomer).
Karet alam itu sendiri dan produk berbahannya memiliki kelemahan yang signifikan. Oleh karena itu, ia membengkak kuat dalam minyak dan lemak, dan tidak tahan terhadap banyak zat pengoksidasi, khususnya ozon, yang jejaknya selalu ada di udara. Dalam pembuatan produk dari karet alam harus dilakukan vulkanisasi, yaitu terkena suhu tinggi dengan adanya belerang. Beginilah cara karet diubah menjadi karet atau ebonit. Ketika produk yang terbuat dari karet alam (misalnya ban mobil) beroperasi, sejumlah besar panas dihasilkan, yang menyebabkan penuaan dan keausan yang cepat.
Itulah sebabnya para ilmuwan harus berhati-hati dalam menciptakan karet sintetis baru yang memiliki sifat lebih maju. Misalnya, ada keluarga karet yang disebut “buna”. Itu berasal dari huruf awal dua kata: “butadiena” dan “natrium”. (Natrium bertindak sebagai katalis dalam polimerisasi.) Beberapa elastomer dalam kelompok ini telah terbukti unggul. Mereka terutama membuat ban mobil.
Yang disebut karet butil, yang diperoleh melalui polimerisasi gabungan isobutilena dan isoprena, menjadi sangat penting. Pertama, ternyata yang termurah. Dan kedua, tidak seperti karet alam, karet ini hampir tidak terpengaruh oleh ozon. Selain itu, vulkanisasi karet butil, yang sekarang banyak digunakan dalam pembuatan ban dalam, sepuluh kali lebih kedap udara dibandingkan vulkanisasi produk alami.
Karet poliuretan yang disebut sangat unik. Memiliki kekuatan tarik dan tarik yang tinggi, mereka hampir tidak mengalami penuaan. Karet busa yang disebut dibuat dari elastomer poliuretan, cocok untuk pelapis kursi.
Dalam dekade terakhir, karet telah dikembangkan yang belum pernah terpikirkan oleh para ilmuwan sebelumnya. Dan yang terpenting, elastomer berdasarkan senyawa organosilikon dan fluorokarbon. Elastomer ini mempunyai ciri ketahanan panas yang tinggi, dua kali lipat ketahanan panas karet alam. Mereka tahan terhadap ozon, dan karet yang berbahan dasar senyawa fluorokarbon tidak takut terhadap asap asam sulfat dan nitrat.
Tapi bukan itu saja. Baru-baru ini, apa yang disebut karet yang mengandung karboksil - kopolimer butadiena dan asam organik - telah diperoleh. Mereka terbukti sangat kuat dalam ketegangan.
Kita dapat mengatakan bahwa di sini juga, alam telah menyerahkan keunggulannya kepada bahan-bahan yang diciptakan oleh manusia.
Hati berlian dan kulit badak
Ada golongan senyawa dalam kimia organik yang disebut hidrokarbon. Ini benar-benar hidrokarbon - tidak ada apa pun di dalam molekulnya kecuali atom karbon dan hidrogen. Perwakilan khas mereka yang paling terkenal adalah metana (menyusun sekitar 95 persen gas alam), dan di antara hidrokarbon cair - minyak, yang darinya diperoleh berbagai jenis bensin, minyak pelumas, dan banyak produk berharga lainnya.
Mari kita ambil hidrokarbon yang paling sederhana, metana CH4. Apa yang terjadi jika atom hidrogen dalam metana diganti dengan atom oksigen? Karbon dioksida CO 2 . Bagaimana jika itu atom belerang? Cairan beracun yang sangat mudah menguap, karbon sulfida CS 2. Nah, bagaimana jika kita mengganti semua atom hidrogen dengan atom klor? Kami juga mendapatkan zat terkenal: karbon tetraklorida. Bagaimana jika kita menggunakan fluor sebagai pengganti klorin?
Tiga dekade yang lalu, hanya sedikit orang yang dapat menjawab pertanyaan ini dengan cara yang dapat dimengerti. Namun, saat ini, senyawa fluorokarbon sudah menjadi cabang ilmu kimia yang independen.
Dalam hal sifat fisiknya, fluorokarbon hampir merupakan analog lengkap dari hidrokarbon. Tapi di sinilah sifat umum mereka berakhir. Fluorokarbon, tidak seperti hidrokarbon, ternyata merupakan zat yang sangat tidak reaktif. Selain itu, mereka sangat tahan terhadap panas. Bukan tanpa alasan mereka kadang-kadang disebut zat dengan “hati berlian dan kulit badak”.
Esensi kimia dari stabilitasnya dibandingkan dengan hidrokarbon (dan golongan senyawa organik lainnya) relatif sederhana. Atom fluor memiliki ukuran yang jauh lebih besar daripada hidrogen, dan oleh karena itu “menutup” akses atom reaktif lainnya ke atom karbon di sekitarnya.
Di sisi lain, atom fluor yang telah berubah menjadi ion sangat sulit melepaskan elektronnya dan “tidak mau” bereaksi dengan atom lain. Bagaimanapun, fluor adalah non-logam yang paling aktif, dan praktis tidak ada non-logam lain yang dapat mengoksidasi ionnya (mengambil elektron dari ionnya). Dan ikatan karbon-karbon itu sendiri stabil (ingat berlian).
Justru karena kelembamannya itulah fluorokarbon banyak digunakan. Misalnya, plastik fluorokarbon, yang disebut Teflon, stabil ketika dipanaskan hingga 300 derajat; tidak rentan terhadap asam sulfat, nitrat, klorida, dan asam lainnya. Ia tidak terpengaruh oleh alkali yang mendidih dan tidak larut dalam semua pelarut organik dan anorganik yang diketahui.
Bukan tanpa alasan bahwa fluoroplastik kadang-kadang disebut “platina organik”, karena merupakan bahan yang luar biasa untuk membuat peralatan gelas untuk laboratorium kimia, berbagai peralatan kimia industri, dan pipa untuk segala macam keperluan. Percayalah, banyak barang di dunia ini yang terbuat dari platinum jika harganya tidak terlalu mahal. Fluoroplastik relatif murah.
Dari semua zat yang dikenal di dunia, fluoroplastik adalah yang paling licin. Sebuah film fluoroplastik yang dilemparkan ke atas meja secara harfiah “mengalir” ke lantai. Bantalan PTFE hampir tidak memerlukan pelumasan. Fluoroplastik, pada akhirnya, adalah dielektrik yang luar biasa, dan sangat tahan panas. Insulasi PTFE dapat menahan pemanasan hingga 400 derajat (di atas titik leleh timbal!).
Ini adalah fluoroplastik - salah satu bahan buatan manusia yang paling menakjubkan.
Fluorokarbon cair tidak mudah terbakar dan tidak membeku pada suhu yang sangat rendah.
Persatuan karbon dan silikon
Dua elemen di alam dapat mengklaim posisi khusus. Pertama, karbon. Dia adalah dasar dari semua makhluk hidup. Dan pertama-tama, karena atom karbon dapat terikat erat satu sama lain, membentuk senyawa seperti rantai:
Kedua, silikon. Dia adalah dasar dari semua alam anorganik. Tetapi atom silikon tidak dapat membentuk rantai panjang seperti atom karbon, dan oleh karena itu senyawa silikon yang ditemukan di alam lebih sedikit dibandingkan senyawa karbon, meskipun secara signifikan lebih banyak dibandingkan senyawa unsur kimia lainnya.
Para ilmuwan memutuskan untuk “memperbaiki” kekurangan silikon ini. Faktanya, silikon sama tetravalennya dengan karbon. Benar, ikatan antar atom karbon jauh lebih kuat dibandingkan antar atom silikon. Tapi silikon bukanlah elemen aktif.
Dan jika senyawa yang mirip dengan senyawa organik dapat diperoleh dengan partisipasinya, betapa menakjubkan khasiatnya!
Pada awalnya, para ilmuwan kurang beruntung. Benar, silikon telah terbukti dapat membentuk senyawa yang atomnya bergantian dengan atom oksigen:
Namun, ternyata mereka tidak stabil.
Kesuksesan datang ketika mereka memutuskan untuk menggabungkan atom silikon dengan atom karbon. Senyawa semacam itu, yang disebut organosilikon atau silikon, memang mempunyai sejumlah sifat unik. Berdasarkan mereka, berbagai resin telah diciptakan yang memungkinkan diperolehnya plastik yang tahan lama terhadap suhu tinggi.
Karet yang terbuat dari polimer organosilikon memiliki sifat yang berharga, seperti tahan panas. Beberapa jenis karet silikon tahan terhadap suhu hingga 350 derajat. Bayangkan sebuah ban mobil yang terbuat dari karet tersebut.
Karet silikon tidak membengkak sama sekali dalam pelarut organik. Mereka mulai membuat berbagai saluran pipa untuk memompa bahan bakar.
Beberapa cairan silikon dan resin menunjukkan sedikit perubahan viskositas pada rentang suhu yang luas. Hal ini membuka jalan bagi mereka untuk digunakan sebagai pelumas. Karena volatilitasnya yang rendah dan titik didihnya yang tinggi, cairan silikon banyak digunakan dalam pompa dengan vakum tinggi.
Senyawa organosilikon memiliki sifat anti air, dan kualitas yang berharga ini telah diperhitungkan. Mereka mulai digunakan dalam pembuatan kain anti air. Tapi ini bukan hanya tentang kainnya. Ada pepatah terkenal: “air mengikis batu”. Selama konstruksi struktur penting, kami menguji perlindungan bahan bangunan dengan berbagai cairan organosilikon. Eksperimennya berhasil.
Baru-baru ini, enamel tahan suhu yang tahan lama telah dibuat berdasarkan silikon. Pelat tembaga atau besi yang dilapisi enamel tersebut dapat menahan pemanasan hingga 800 derajat selama beberapa jam.
Dan ini hanyalah awal dari penyatuan karbon dan silikon. Namun penyatuan “ganda” seperti itu tidak lagi memuaskan para ahli kimia. Mereka menetapkan tugas untuk memasukkan unsur-unsur lain ke dalam molekul senyawa organosilikon, seperti aluminium, titanium, dan boron. Para ilmuwan telah berhasil memecahkan masalah tersebut. Maka lahirlah kelas zat yang benar-benar baru - poliorganometallosiloksana. Rantai polimer tersebut dapat mengandung ikatan yang berbeda: silikon - oksigen - aluminium, silikon - oksigen - titanium, silikon - oksigen - boron dan lain-lain. Zat tersebut meleleh pada suhu 500–600 derajat dan dalam hal ini bersaing dengan banyak logam dan paduan.
Pernah ada pesan dalam literatur bahwa ilmuwan Jepang diduga berhasil menciptakan bahan polimer yang mampu menahan pemanasan hingga 2000 derajat. Ini mungkin sebuah kesalahan, namun sebuah kesalahan yang tidak terlalu jauh dari kebenaran. Pasalnya, istilah “polimer tahan panas” akan segera masuk dalam daftar panjang material baru berteknologi modern.
Saringan yang luar biasa
Saringan ini dirancang dengan cara yang agak orisinal. Mereka adalah molekul organik raksasa yang memiliki sejumlah sifat menarik.
Pertama, seperti kebanyakan plastik, plastik tidak larut dalam air dan pelarut organik. Dan kedua, mereka termasuk yang disebut kelompok ionogenik, yaitu kelompok yang dapat menghasilkan ion tertentu dalam suatu pelarut (khususnya air). Dengan demikian, senyawa tersebut termasuk dalam golongan elektrolit.
Ion hidrogen di dalamnya dapat digantikan oleh beberapa logam. Ini adalah bagaimana pertukaran ion terjadi.
Senyawa aneh ini disebut penukar ion. Yang mampu berinteraksi dengan kation (ion bermuatan positif) disebut penukar kation, dan yang berinteraksi dengan ion bermuatan negatif disebut penukar anion. Penukar ion organik pertama disintesis pada pertengahan tahun 30-an abad kita. Dan mereka langsung meraih pengakuan seluas-luasnya. Ya, ini tidak mengherankan. Memang, dengan bantuan penukar ion Anda bisa mengubah air sadah menjadi air lunak, air asin menjadi air tawar.
Bayangkan dua kolom - salah satunya diisi dengan penukar kation, yang lain dengan penukar anion. Katakanlah kita ingin memurnikan air yang mengandung garam meja biasa. Kami melewatkan air melalui resin kation terlebih dahulu. Di dalamnya, semua ion natrium akan “dipertukarkan” dengan ion hidrogen, dan di dalam air kita, alih-alih natrium klorida, sudah ada asam klorida. Kemudian kita melewatkan air melalui penukar anion. Jika berada dalam bentuk hidroksil (yaitu anion yang dapat ditukar adalah ion hidroksil), semua ion klorida dalam larutan akan digantikan oleh ion hidroksil. Nah, ion hidroksil dengan ion hidrogen bebas segera membentuk molekul air. Dengan demikian, air, yang awalnya mengandung natrium klorida, setelah melewati kolom penukar ion, menjadi hilang garam sepenuhnya. Dari segi kualitasnya mampu bersaing dengan air suling terbaik.
Namun bukan hanya desalinasi air yang membuat penukar ion menjadi sangat populer. Ternyata ion ditahan oleh penukar ion dengan cara berbeda, dengan kekuatan berbeda. Ion litium terikat lebih kuat dari ion hidrogen, ion kalium terikat lebih kuat dari ion natrium, ion rubidium ditahan lebih kuat dari ion kalium, dan seterusnya. Dengan bantuan penukar ion, pemisahan logam yang berbeda menjadi mungkin dengan mudah. Penukar ion kini memainkan peran utama di berbagai industri. Misalnya, pabrik fotografi sejak lama tidak memiliki cara yang cocok untuk menangkap perak yang berharga. Filter pertukaran ionlah yang memecahkan masalah penting ini.
Nah, apakah manusia bisa menggunakan penukar ion untuk mengekstrak logam berharga dari air laut? Pertanyaan ini harus dijawab dengan afirmatif. Dan meskipun air laut mengandung berbagai macam garam dalam jumlah besar, tampaknya memperoleh logam mulia darinya adalah masalah dalam waktu dekat.
Nah yang sulit adalah ketika air laut dilewatkan melalui alat penukar kation, garam-garam yang ada di dalamnya justru tidak memungkinkan pengotor kecil logam berharga mengendap di alat penukar kation. Namun, baru-baru ini, apa yang disebut resin penukar elektron telah disintesis. Mereka tidak hanya menukar ionnya dengan ion logam dari larutan, tetapi mereka juga mampu mereduksi logam tersebut dengan menyumbangkan elektron ke dalamnya. Eksperimen terbaru dengan resin semacam itu menunjukkan bahwa jika larutan yang mengandung perak dilewatkan melaluinya, maka bukan ion perak, tetapi perak metalik, yang segera disimpan pada resin, dan resin mempertahankan sifat-sifatnya untuk jangka waktu yang lama. Jadi, jika campuran garam dilewatkan melalui penukar elektron, ion-ion yang paling mudah tereduksi dapat diubah menjadi atom logam murni.
Cakar kimia
Seperti lelucon lama, menangkap singa di gurun itu mudah. Karena gurun terbuat dari pasir dan singa, Anda perlu mengambil saringan dan mengayak gurun tersebut. Pasir akan melewati lubang, tapi singa akan tetap berada di jeruji.
Tetapi bagaimana jika ada unsur kimia berharga yang tercampur dengan unsur kimia dalam jumlah besar yang tidak bernilai apa pun bagi Anda? Atau perlunya memurnikan suatu zat dari pengotor berbahaya yang terkandung dalam jumlah yang sangat kecil.
Hal ini cukup sering terjadi. Pencampuran hafnium dalam zirkonium, yang digunakan dalam pembangunan reaktor nuklir, tidak boleh melebihi beberapa persepuluh ribu persen, dan pada zirkonium biasa sekitar dua persepuluh persen.
Unsur-unsur ini memiliki sifat kimia yang sangat mirip, dan metode konvensional, seperti yang mereka katakan, tidak berfungsi di sini. Bahkan saringan kimia yang luar biasa. Sementara itu, zirkonium dengan tingkat kemurnian yang sangat tinggi diperlukan...
Selama berabad-abad, para ahli kimia mengikuti resep sederhana: “Suka larut dalam sejenis.” Zat anorganik larut dengan baik dalam pelarut anorganik, zat organik - dalam pelarut organik. Banyak garam asam mineral sangat larut dalam air, asam fluorida anhidrat, dan asam hidrosianat cair. Banyak zat organik yang cukup larut dalam pelarut organik - benzena, aseton, kloroform, karbon sulfida, dll., dll.
Bagaimana perilaku suatu zat yang merupakan perantara antara senyawa organik dan anorganik? Faktanya, para ahli kimia sudah cukup familiar dengan senyawa semacam itu. Jadi, klorofil (bahan pewarna hijau daun) merupakan senyawa organik yang mengandung atom magnesium. Ini sangat larut dalam banyak pelarut organik. Ada sejumlah besar senyawa organologam yang disintesis secara buatan yang tidak diketahui oleh alam. Banyak di antaranya yang mampu larut dalam pelarut organik, dan kemampuan ini bergantung pada sifat logamnya.
Para ahli kimia memutuskan untuk memainkan hal ini.
Selama pengoperasian reaktor nuklir, dari waktu ke waktu terdapat kebutuhan untuk mengganti blok uranium bekas, meskipun jumlah pengotor (fragmen fisi uranium) di dalamnya biasanya tidak melebihi seperseribu persen. Pertama, balok dilarutkan dalam asam nitrat. Semua uranium (dan logam lain yang terbentuk akibat transformasi nuklir) berubah menjadi garam nitrat. Dalam hal ini, beberapa pengotor, seperti xenon dan yodium, secara otomatis dihilangkan dalam bentuk gas atau uap, sementara yang lain, seperti timah, tetap berada di sedimen.
Namun larutan yang dihasilkan, selain uranium, mengandung banyak pengotor logam, khususnya plutonium, neptunium, unsur tanah jarang, teknesium dan beberapa lainnya. Di sinilah bahan organik berperan sebagai penyelamat. Larutan uranium dan pengotor dalam asam nitrat dicampur dengan larutan zat organik - tributil fosfat. Dalam hal ini, hampir seluruh uranium masuk ke fase organik, dan pengotor tetap berada dalam larutan nitrat.
Proses ini disebut ekstraksi. Setelah ekstraksi ganda, uranium hampir bebas dari pengotor dan dapat digunakan kembali untuk produksi blok uranium. Dan sisa pengotor digunakan untuk pemisahan lebih lanjut. Bagian terpenting akan diekstraksi darinya: plutonium, beberapa isotop radioaktif.
Zirkonium dan hafnium dapat dipisahkan dengan cara yang sama.
Proses ekstraksi kini banyak digunakan dalam teknologi. Dengan bantuan mereka, mereka tidak hanya memurnikan senyawa anorganik, tetapi juga banyak zat organik - vitamin, lemak, alkaloid.
Kimia dalam jas putih
Dia memiliki nama yang nyaring - Johann Bombastus Theophrastus Paracelsus von Hohenheim. Paracelsus bukanlah nama keluarga, melainkan semacam gelar. Diterjemahkan ke dalam bahasa Rusia, artinya "sangat hebat". Paracelsus adalah seorang ahli kimia yang hebat, dan rumor populer menjulukinya sebagai penyembuh ajaib. Karena dia bukan hanya seorang ahli kimia, tapi juga seorang dokter.
Pada Abad Pertengahan, perpaduan antara kimia dan kedokteran semakin kuat. Kimia belum mendapat hak untuk disebut sebagai ilmu pengetahuan. Pandangannya terlalu kabur, dan kekuatannya tercerai-berai dalam pencarian batu bertuah yang terkenal kejam itu dengan sia-sia.
Namun, karena terjebak dalam jaring mistisisme, ilmu kimia belajar menyembuhkan orang dari penyakit serius. Dari sinilah iatrokimia lahir. Atau kimia obat. Dan banyak ahli kimia di abad keenam belas, ketujuh belas, kedelapan belas disebut apoteker, apoteker. Meskipun mereka terlibat dalam kimia paling murni, mereka menyiapkan berbagai ramuan penyembuhan. Benar, mereka mempersiapkannya secara membabi buta. Dan “obat-obatan” ini tidak selalu bermanfaat bagi seseorang.
Di antara "apoteker" Paracelsus adalah salah satu yang paling menonjol. Daftar obat-obatannya termasuk salep merkuri dan belerang (masih digunakan untuk mengobati penyakit kulit), garam besi dan antimon, dan berbagai jus tanaman.
Pada awalnya, ilmu kimia hanya dapat menyediakan zat-zat yang ditemukan di alam kepada dokter. Dan kemudian dalam jumlah yang sangat terbatas. Tapi ini tidak cukup untuk pengobatan.
Jika kita melihat melalui buku-buku resep modern, kita akan melihat bahwa 25 persen obat-obatan, bisa dikatakan, merupakan sediaan alami. Ini termasuk ekstrak, tincture dan ramuan yang dibuat dari berbagai tanaman. Segala sesuatu yang lain adalah zat obat yang disintesis secara artifisial, tidak dikenal oleh alam. Zat yang diciptakan oleh kekuatan kimia.
Sintesis pertama suatu bahan obat dilakukan sekitar 100 tahun yang lalu. Efek penyembuhan asam salisilat untuk rematik sudah dikenal sejak lama. Namun mengekstraksinya dari bahan tanaman sulit dan mahal. Baru pada tahun 1874 dimungkinkan untuk mengembangkan metode sederhana untuk memproduksi asam salisilat dari fenol.
Asam ini menjadi dasar banyak obat. Misalnya aspirin. Biasanya, “masa pakai” obat-obatan itu singkat: obat-obatan lama digantikan oleh obat-obatan baru yang lebih maju, lebih canggih dalam memerangi berbagai penyakit. Aspirin adalah pengecualian dalam hal ini. Setiap tahun ia mengungkapkan sifat-sifat menakjubkan baru yang sebelumnya tidak diketahui. Ternyata aspirin tidak hanya sebagai antipiretik dan analgesik; kegunaannya jauh lebih luas.
Obat yang sangat “tua” adalah piramida yang terkenal (tahun kelahirannya adalah 1896).
Kini, dalam waktu satu hari, ahli kimia mensintesis beberapa bahan obat baru. Dengan berbagai macam khasiat, melawan berbagai macam penyakit. Dari obat yang mengendalikan rasa sakit hingga obat yang membantu penyembuhan penyakit mental.
Menyembuhkan orang bukanlah tugas yang lebih mulia bagi ahli kimia. Namun tidak ada tugas yang lebih sulit.
Selama beberapa tahun, ahli kimia Jerman Paul Ehrlich mencoba mensintesis obat untuk melawan penyakit mengerikan - penyakit tidur. Dalam setiap sintesis, sesuatu berhasil, tetapi setiap kali Ehrlich tetap tidak puas. Hanya pada upaya ke-606 dimungkinkan untuk mendapatkan obat yang efektif - salvarsan, dan puluhan ribu orang dapat disembuhkan tidak hanya dari penyakit tidur, tetapi juga dari penyakit berbahaya lainnya - sifilis. Dan pada upayanya yang ke 914, Ehrlich menerima obat yang lebih kuat - neosalvarsan.
Perjalanan obat dari botol kimia hingga ke konter apotek sangatlah panjang. Inilah hukum penyembuhan: sampai suatu obat lulus uji menyeluruh, obat tersebut tidak dapat direkomendasikan untuk dipraktikkan. Dan jika aturan ini tidak dipatuhi, kesalahan tragis akan terjadi. Belum lama ini, perusahaan farmasi Jerman Barat mengiklankan obat tidur baru - tolidomide. Sebuah tablet putih kecil membuat seseorang yang menderita insomnia terus-menerus tertidur lelap dan cepat. Pujian dilantunkan untuk Tolidomide, namun ternyata ia menjadi musuh yang mengerikan bagi bayi yang belum lahir. Puluhan ribu anak cacat telah lahir - ini adalah harga yang harus dibayar orang-orang karena terburu-buru merilis obat yang kurang terbukti untuk dijual.
Oleh karena itu, penting bagi ahli kimia dan dokter untuk mengetahui tidak hanya bahwa obat ini dan itu berhasil menyembuhkan penyakit ini dan itu. Mereka perlu memahami secara menyeluruh bagaimana cara kerjanya, apa mekanisme kimiawi yang halus dalam melawan penyakit.
Berikut ini contoh kecilnya. Saat ini, turunan asam barbiturat sering digunakan sebagai obat tidur. Senyawa ini mengandung atom karbon, hidrogen, nitrogen dan oksigen. Selain itu, dua gugus alkil terikat pada salah satu atom karbon, yaitu molekul hidrokarbon yang kekurangan satu atom hidrogen. Dan inilah kesimpulan yang diambil para ahli kimia. Baru setelah itu asam barbiturat mempunyai efek hipnotis ketika jumlah atom karbon dalam gugus alkil paling sedikit empat. Dan semakin besar jumlahnya, semakin lama dan cepat obat tersebut bekerja.
Semakin dalam para ilmuwan mendalami sifat penyakit, semakin teliti pula penelitian yang dilakukan para ahli kimia. Dan farmakologi, yang sebelumnya hanya berkaitan dengan penyiapan berbagai obat dan rekomendasi penggunaannya untuk berbagai penyakit, kini menjadi ilmu yang semakin tepat. Sekarang seorang ahli farmakologi harus menjadi ahli kimia, ahli biologi, dokter, dan ahli biokimia. Agar tragedi tolidomide tidak terulang lagi.
Sintesis zat obat adalah salah satu pencapaian utama ahli kimia, pencipta sifat kedua.
...Pada awal abad ini, ahli kimia terus-menerus mencoba membuat pewarna baru. Dan yang disebut asam sulfanilat diambil sebagai produk awal. Ia memiliki molekul yang sangat “fleksibel”, mampu melakukan berbagai penataan ulang. Dalam beberapa kasus, para ahli kimia beralasan, molekul asam sulfanilat dapat diubah menjadi molekul pewarna yang berharga.
Dan ternyata itulah kenyataannya. Namun hingga tahun 1935, tidak ada yang mengira bahwa pewarna sulfonil sintetis juga merupakan obat yang ampuh. Pengejaran pewarna memudar: ahli kimia mulai berburu obat baru, yang secara kolektif disebut obat sulfa. Berikut nama-nama yang paling terkenal: sulfidine, streptocide, sulfazol, sulfadimezin. Saat ini, sulfonamida menempati urutan pertama di antara bahan kimia untuk memerangi mikroba.
...Orang Indian di Amerika Selatan mengekstraksi racun mematikan - curare - dari kulit kayu dan akar tanaman cabai. Musuh yang terkena anak panah yang ujungnya dicelupkan ke dalam curare mati seketika.
Mengapa? Untuk menjawab pertanyaan ini, ahli kimia harus memahami secara menyeluruh misteri racun.
Mereka menemukan bahwa prinsip aktif utama curare adalah alkaloid tubocurarine. Begitu masuk ke dalam tubuh, otot tidak bisa berkontraksi. Otot-otot menjadi tidak bergerak. Orang tersebut kehilangan kemampuan untuk bernapas. Kematian datang.
Namun dalam kondisi tertentu, racun ini bisa bermanfaat. Ini dapat berguna bagi ahli bedah ketika melakukan beberapa operasi yang sangat kompleks. Misalnya saja pada hati. Bila perlu, matikan otot paru dan pindahkan tubuh ke pernapasan buatan. Jadi musuh bebuyutan bertindak sebagai teman. Tubokurarin termasuk dalam praktik klinis.
Namun, harganya terlalu mahal. Namun kita membutuhkan obat yang murah dan mudah didapat.
Para ahli kimia kembali melakukan intervensi. Di semua artikel mereka mempelajari molekul tubocurarine. Mereka membaginya menjadi beberapa bagian, memeriksa “fragmen” yang dihasilkan dan, selangkah demi selangkah, menemukan hubungan antara struktur kimia dan aktivitas fisiologis obat. Ternyata aksinya ditentukan oleh gugus khusus yang mengandung atom nitrogen bermuatan positif. Dan jarak antar kelompok harus ditentukan secara ketat.
Kini ahli kimia bisa mengambil jalan meniru alam. Dan bahkan mencoba untuk melampauinya. Pertama, mereka mendapat obat yang aktivitasnya tidak kalah dengan tubokurarin. Dan kemudian mereka memperbaikinya. Maka lahirlah sinkurin; itu dua kali lebih aktif dari tubokurarin.
Inilah contoh yang lebih mencolok. Melawan malaria. Mereka mengobatinya dengan kina (atau, secara ilmiah, kina), suatu alkaloid alami. Ahli kimia berhasil menciptakan plasmokhin - zat yang enam puluh kali lebih aktif daripada kina.
Pengobatan modern memiliki banyak sekali alat, bisa dikatakan, untuk semua kesempatan. Melawan hampir semua penyakit yang diketahui.
Ada solusi ampuh yang menenangkan sistem saraf, memulihkan ketenangan bahkan pada orang yang paling kesal sekalipun. Misalnya, ada obat yang benar-benar menghilangkan rasa takut. Tentu saja, tidak ada yang akan merekomendasikannya kepada siswa yang cemas menghadapi ujian.
Ada sekelompok yang disebut obat penenang, obat penenang. Ini termasuk, misalnya reserpin. Penggunaannya dalam pengobatan penyakit mental tertentu (skizofrenia) pada suatu waktu memainkan peran yang sangat besar. Kemoterapi kini menempati posisi pertama dalam memerangi gangguan mental.
Namun, kemajuan kimia obat tidak selalu positif. Misalnya, ada obat yang tidak menyenangkan (jika tidak, sulit untuk menyebutkannya) seperti LSD-25.
Di banyak negara kapitalis, obat ini digunakan sebagai obat yang secara artifisial menyebabkan berbagai gejala skizofrenia (segala jenis halusinasi yang memungkinkan seseorang untuk sementara waktu melepaskan diri dari “kesulitan duniawi”). Namun ada banyak kasus di mana orang yang mengonsumsi tablet LSD-25 tidak pernah kembali normal.
Statistik modern menunjukkan bahwa sebagian besar kematian di dunia disebabkan oleh serangan jantung atau pendarahan otak (stroke). Ahli kimia melawan musuh-musuh ini dengan menciptakan berbagai obat jantung dan menyiapkan obat yang melebarkan pembuluh darah di otak.
Dengan bantuan tubazide dan PASK yang disintesis oleh ahli kimia, dokter berhasil mengalahkan tuberkulosis.
Dan terakhir, para ilmuwan terus mencari cara untuk memerangi kanker - momok mengerikan bagi umat manusia. Masih banyak hal yang belum jelas dan belum diketahui di sini.
Dokter sedang menunggu zat ajaib baru dari ahli kimia. Mereka tidak menunggu dengan sia-sia. Di sini kimia belum menunjukkan kemampuannya.
Keajaiban dari cetakan
Kata ini sudah dikenal sejak lama. Dokter dan ahli mikrobiologi. Disebutkan dalam buku khusus. Tapi hal itu sama sekali tidak berarti apa-apa bagi orang yang jauh dari biologi dan kedokteran. Dan jarang sekali seorang ahli kimia mengetahui maknanya. Sekarang semua orang mengenalnya.
Kata ini adalah “antibiotik”.
Namun jauh sebelum kata “antibiotik”, orang sudah mengenal kata “kuman”. Diketahui bahwa sejumlah penyakit, misalnya pneumonia, meningitis, disentri, tipus, TBC dan lain-lain, berasal dari mikroorganisme. Antibiotik diperlukan untuk melawannya.
Sudah di Abad Pertengahan, efek penyembuhan dari jenis jamur tertentu telah diketahui. Benar, gagasan para aesculapian abad pertengahan cukup unik. Misalnya, diyakini bahwa hanya cetakan yang diambil dari tengkorak orang yang digantung atau dieksekusi karena kejahatan yang membantu memerangi penyakit.
Namun hal ini tidak signifikan. Hal penting lainnya adalah ahli kimia Inggris Alexander Fleming, ketika mempelajari salah satu jenis jamur, mengisolasi prinsip aktif darinya. Inilah asal mula penisilin, antibiotik pertama, lahir.
Ternyata penisilin adalah senjata yang sangat baik dalam melawan banyak mikroorganisme patogen: streptokokus, stafilokokus, dll. Ia bahkan dapat mengalahkan spirochete pucat, agen penyebab sifilis.
Meskipun Alexander Fleming menemukan penisilin pada tahun 1928, formula obat ini baru diuraikan pada tahun 1945. Dan sudah pada tahun 1947 sintesis lengkap penisilin dapat dilakukan di laboratorium. Tampaknya kali ini manusia telah berhasil mengejar alam. Namun, kenyataannya tidak demikian. Melakukan sintesis penisilin di laboratorium bukanlah tugas yang mudah. Jauh lebih mudah mendapatkannya dari cetakan.
Namun para ahli kimia tidak mundur. Dan di sini mereka bisa menyampaikan pendapatnya. Mungkin itu bukan sebuah kata yang harus diucapkan, tapi sebuah perbuatan yang harus dilakukan. Intinya adalah bahwa jamur yang biasa digunakan untuk memperoleh penisilin memiliki “produktivitas” yang sangat kecil. Dan para ilmuwan memutuskan untuk meningkatkan produktivitasnya.
Mereka memecahkan masalah ini dengan menemukan zat yang, ketika dimasukkan ke dalam alat keturunan suatu mikroorganisme, mengubah karakteristiknya. Apalagi ciri-ciri baru bisa diwariskan. Dengan bantuan mereka, dimungkinkan untuk mengembangkan “jenis” jamur baru, yang jauh lebih aktif dalam produksi penisilin.
Saat ini rangkaian antibiotik sangat mengesankan: streptomisin dan terramycin, tetrasiklin dan aureomisin, biomisin dan eritromisin. Secara total, sekitar seribu antibiotik berbeda kini diketahui, dan sekitar seratus di antaranya digunakan untuk mengobati berbagai penyakit. Dan kimia memainkan peran penting dalam produksinya.
Setelah ahli mikrobiologi mengumpulkan apa yang disebut cairan kultur yang mengandung koloni mikroorganisme, giliran ahli kimia.
Merekalah yang bertugas mengisolasi antibiotik, “prinsip aktifnya”. Berbagai metode kimia sedang dikerahkan untuk mengekstraksi senyawa organik kompleks dari “bahan mentah” alami. Antibiotik diserap menggunakan peredam khusus. Para peneliti menggunakan “cakar kimia” untuk mengekstraksi antibiotik dengan berbagai pelarut. Mereka dimurnikan menggunakan resin penukar ion dan diendapkan dari larutan. Ini menghasilkan antibiotik mentah, yang kembali mengalami siklus pemurnian yang panjang hingga akhirnya muncul dalam bentuk zat kristal murni.
Beberapa, seperti penisilin, masih disintesis menggunakan mikroorganisme. Namun mendapatkan orang lain hanyalah setengah dari pekerjaan alam.
Tapi ada juga antibiotik, misalnya synthomycin, di mana ahli kimia sepenuhnya mengabaikan jasa alam. Sintesis obat ini dari awal sampai akhir dilakukan di pabrik.
Tanpa teknik kimia yang kuat, kata "antibiotik" tidak akan pernah mendapatkan ketenaran yang begitu luas. Dan tidak akan ada revolusi sejati dalam penggunaan obat-obatan, dalam pengobatan banyak penyakit, yang dihasilkan oleh antibiotik ini.
Unsur mikro - vitamin tanaman
Kata "elemen" memiliki banyak arti. Misalnya, atom-atom sejenis yang mempunyai muatan inti sama disebut. Apa itu “elemen mikro”? Ini adalah nama yang diberikan untuk unsur kimia yang terdapat pada organisme hewan dan tumbuhan dalam jumlah yang sangat kecil. Jadi, di dalam tubuh manusia terdapat 65 persen oksigen, sekitar 18 persen karbon, 10 persen hidrogen. Ini adalah makronutrien, jumlahnya banyak. Tapi titanium dan aluminium masing-masing hanya seperseribu persen - keduanya bisa disebut elemen mikro.
Pada awal mula biokimia, tidak ada perhatian yang diberikan pada hal-hal sepele seperti itu. Bayangkan saja, seperseratus atau seperseribu persen. Mereka bahkan tidak dapat menentukan jumlah tersebut saat itu.
Teknik dan metode analisis meningkat, dan para ilmuwan menemukan semakin banyak unsur dalam benda hidup. Namun, peran unsur mikro tidak dapat ditentukan dalam waktu lama. Bahkan sekarang, terlepas dari kenyataan bahwa analisis kimia memungkinkan untuk menentukan sepersejuta dan bahkan sepersejuta persen pengotor di hampir semua sampel, pentingnya banyak elemen jejak bagi kehidupan tumbuhan dan hewan belum dijelaskan.
Tapi ada sesuatu yang sudah diketahui hari ini. Misalnya, berbagai organisme mengandung unsur-unsur seperti kobalt, boron, tembaga, mangan, vanadium, yodium, fluor, molibdenum, seng, dan bahkan... radium. Ya, itu adalah radium, meski dalam jumlah kecil.
Omong-omong, sekitar 70 unsur kimia kini telah ditemukan di dalam tubuh manusia, dan ada alasan untuk percaya bahwa organ manusia mengandung seluruh sistem periodik. Selain itu, setiap elemen memainkan peran yang sangat spesifik. Bahkan ada yang berpendapat bahwa banyak penyakit muncul karena ketidakseimbangan unsur mikro dalam tubuh.
Besi dan mangan berperan penting dalam proses fotosintesis pada tumbuhan. Jika Anda menanam tanaman di tanah yang tidak mengandung sedikit pun zat besi, daun dan batangnya akan berwarna putih tipis. Namun begitu Anda menyemprot tanaman tersebut dengan larutan garam besi, warnanya akan berubah menjadi hijau alami. Tembaga juga diperlukan dalam proses fotosintesis dan mempengaruhi penyerapan senyawa nitrogen oleh organisme tumbuhan. Dengan jumlah tembaga yang tidak mencukupi, protein yang mengandung nitrogen terbentuk sangat lemah pada tanaman.
Senyawa organik kompleks molibdenum dimasukkan sebagai komponen dalam berbagai enzim. Mereka berkontribusi pada penyerapan nitrogen yang lebih baik. Kekurangan molibdenum terkadang menyebabkan daun terbakar karena akumulasi besar garam asam nitrat di dalamnya, yang jika tidak ada molibdenum, tidak diserap oleh tanaman. Dan molibdenum mempengaruhi kandungan fosfor pada tanaman. Jika tidak ada, tidak ada konversi fosfat anorganik menjadi organik. Kurangnya molibdenum juga mempengaruhi akumulasi pigmen (zat pewarna) pada tanaman - muncul bercak dan warna pucat pada daun.
Tanpa adanya boron, tanaman tidak dapat menyerap fosfor dengan baik. Boron juga mendorong pergerakan berbagai gula yang lebih baik ke seluruh sistem tanaman.
Unsur mikro memainkan peran penting tidak hanya pada tumbuhan tetapi juga pada organisme hewan. Ternyata kekurangan vanadium dalam makanan hewani menyebabkan hilangnya nafsu makan bahkan kematian. Pada saat yang sama, peningkatan kandungan vanadium dalam makanan babi menyebabkan pertumbuhannya yang cepat dan pengendapan lapisan lemak yang tebal.
Seng, misalnya, berperan penting dalam metabolisme dan merupakan bagian dari sel darah merah hewan.
Hati, jika hewan (dan bahkan manusia) dalam keadaan tereksitasi, melepaskan mangan, silikon, aluminium, titanium dan tembaga ke dalam sirkulasi umum, tetapi ketika sistem saraf pusat terhambat, ia melepaskan mangan, tembaga dan titanium, dan menunda pelepasan silikon dan aluminium. Selain hati, otak, ginjal, paru-paru, dan otot juga berperan dalam mengatur kandungan unsur mikro dalam darah tubuh.
Menetapkan peran unsur mikro dalam proses pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dan hewan merupakan tugas penting dan menarik dalam kimia dan biologi. Hal ini tentu akan membawa hasil yang sangat signifikan dalam waktu dekat. Dan hal ini akan membuka jalan lain bagi ilmu pengetahuan untuk menciptakan sifat kedua.
Apa yang dimakan tumbuhan dan apa hubungannya dengan kimia?
Bahkan para chef zaman dahulu pun terkenal dengan kesuksesan kulinernya. Meja-meja istana kerajaan penuh dengan hidangan lezat. Orang-orang kaya menjadi pilih-pilih soal makanan.
Tanamannya tampak jauh lebih bersahaja. Baik di gurun yang gerah maupun di tundra kutub, tumbuhan dan semak hidup berdampingan. Meski mereka kerdil, meski menyedihkan, mereka akur.
Sesuatu diperlukan untuk perkembangan mereka. Tapi apa? Para ilmuwan telah mencari “sesuatu” misterius ini selama bertahun-tahun. Mereka melakukan eksperimen. Hasilnya dibahas.
Namun tidak ada kejelasan.
Itu diperkenalkan pada pertengahan abad terakhir oleh ahli kimia Jerman terkenal Justus Liebig. Analisis kimia membantunya. Ilmuwan “menguraikan” berbagai macam tumbuhan menjadi unsur-unsur kimia individual. Awalnya jumlahnya tidak banyak. Totalnya ada sepuluh: karbon dan hidrogen, oksigen dan nitrogen, kalsium dan kalium, fosfor dan belerang, magnesium dan besi. Namun sepuluh hal ini menyebabkan lautan hijau mengamuk di planet Bumi.
Oleh karena itu kesimpulannya mengikuti: untuk hidup, tanaman harus menyerap, “memakan” unsur-unsur yang disebutkan.
Bagaimana sebenarnya? Di manakah lokasi toko makanan nabati?
Di tanah, di air, di udara.
Namun hal menakjubkan terjadi. Di beberapa tanah tanaman berkembang pesat, berbunga dan berbuah. Di sisi lain, ia layu, layu, dan menjadi monster yang memudar. Karena tanah ini kekurangan beberapa unsur.
Bahkan sebelum Liebig, orang mengetahui hal lain. Sekalipun Anda menanam tanaman yang sama tahun demi tahun di tanah yang paling subur, hasil panennya akan semakin buruk.
Tanahnya habis. Tumbuhan secara bertahap “memakan” semua cadangan unsur kimia penting yang terkandung di dalamnya.
Penting untuk “memberi makan” tanah. Tambahkan zat dan pupuk yang hilang ke dalamnya. Mereka telah digunakan sejak zaman kuno. Mereka menggunakannya secara intuitif, berdasarkan pengalaman nenek moyang mereka.
Liebig mengangkat penggunaan pupuk ke tingkat ilmu pengetahuan. Maka lahirlah agrokimia. Kimia telah menjadi pembantu pertumbuhan tanaman. Dia dihadapkan pada tugas: mengajari masyarakat cara menggunakan pupuk yang sudah dikenal dengan benar dan menciptakan pupuk baru.
Lusinan pupuk berbeda sekarang digunakan. Dan yang terpenting adalah kalium, nitrogen dan fosfor. Karena kalium, nitrogen, dan fosfor merupakan unsur-unsur yang tanpanya tidak ada satu tanaman pun yang dapat tumbuh.
Sedikit analogi, atau bagaimana ahli kimia memberi makan tanaman dengan potasium
...Ada suatu masa ketika uranium yang sekarang begitu terkenal berada di pinggiran kepentingan kimia. Hanya warna kaca dan fotonya saja yang membuat klaim tersebut terkesan malu-malu. Kemudian radium ditemukan di uranium. Sebutir kecil logam keperakan diekstraksi dari ribuan ton bijih uranium. Dan limbah yang mengandung uranium dalam jumlah besar terus mengacaukan gudang pabrik. Saatnya Uranus akhirnya tiba. Ternyata dialah yang memberi seseorang kekuasaan atas penggunaan energi atom. Sampah menjadi sesuatu yang berharga.
...Endapan garam Stassfurt di Jerman telah lama diketahui. Mereka mengandung banyak garam, terutama kalium dan natrium. Garam natrium, garam meja, segera digunakan. Garam kalium dibuang tanpa penyesalan. Gunung-gunung besar menumpuk di dekat tambang. Dan orang-orang tidak tahu apa yang harus dilakukan terhadap mereka. Pertanian sangat membutuhkan pupuk kalium, namun limbah Stassfurt tidak dapat dimanfaatkan. Mereka mengandung banyak magnesium. Dan meskipun dalam dosis kecil bermanfaat bagi tanaman, namun dalam dosis besar ternyata membawa malapetaka.
Di sinilah ilmu kimia membantu. Dia menemukan metode sederhana untuk memurnikan garam kalium dari magnesium. Dan pegunungan di sekitar tambang Stassfurt mulai mencair di depan mata kita. Sejarawan sains melaporkan fakta berikut: pada tahun 1811, pabrik pertama untuk pengolahan garam kalium dibangun di Jerman. Setahun kemudian sudah ada empat, dan pada tahun 1872 tiga puluh tiga pabrik di Jerman memproses lebih dari setengah juta ton garam mentah.
Segera setelah itu, pabrik produksi pupuk kalium didirikan di banyak negara. Dan kini di banyak negara produksi bahan baku kalium jauh lebih besar dibandingkan produksi garam meja.
"Bencana Nitrogen"
Sekitar seratus tahun setelah penemuan nitrogen, salah satu ahli mikrobiologi terkemuka menulis: “Nitrogen lebih berharga dari sudut pandang biologis secara umum dibandingkan logam mulia yang paling langka.” Dan dia memang benar. Bagaimanapun, nitrogen merupakan bagian integral dari hampir semua molekul protein, baik tumbuhan maupun hewan. Tanpa nitrogen - tanpa protein. Dan tanpa protein, tidak ada kehidupan. Engels mengatakan bahwa “kehidupan adalah wujud keberadaan badan-badan protein.”
Tumbuhan membutuhkan nitrogen untuk membuat molekul protein. Tapi dari mana mereka mendapatkannya? Nitrogen ditandai dengan aktivitas kimia yang rendah. Dalam kondisi normal ia tidak bereaksi. Oleh karena itu, tumbuhan tidak dapat memanfaatkan nitrogen dari atmosfer. Ibaratnya “…walaupun mata melihat, gigi mati rasa.” Artinya gudang nitrogen bagi tanaman adalah tanah. Sayangnya, dapurnya cukup sedikit. Senyawa yang mengandung nitrogen di dalamnya tidak cukup. Itulah sebabnya tanah dengan cepat membuang nitrogennya, dan perlu diperkaya lebih lanjut dengannya. Terapkan pupuk nitrogen.
Kini konsep “sendawa Chili” telah menjadi bagian dari sejarah. Dan sekitar tujuh puluh tahun yang lalu hal itu tidak pernah lepas dari bibir kita.
Gurun Atacama yang suram membentang melintasi hamparan luas Republik Chili. Membentang ratusan kilometer. Sekilas, ini adalah gurun yang paling biasa, tetapi ada satu keadaan aneh yang membedakannya dari gurun lain di dunia: di bawah lapisan pasir tipis terdapat endapan natrium nitrat, atau natrium nitrat yang kuat. Deposito ini sudah dikenal sejak lama, namun mungkin pertama kali diingat ketika terjadi kekurangan bubuk mesiu di Eropa. Bagaimanapun, batu bara, belerang, dan sendawa sebelumnya digunakan untuk memproduksi bubuk mesiu.
Sebuah ekspedisi segera diperlengkapi untuk mengirimkan produk ke luar negeri. Namun seluruh muatannya terpaksa dibuang ke laut. Ternyata hanya kalium nitrat yang cocok untuk produksi bubuk mesiu. Natrium dengan rakus menyerap kelembapan dari udara, bubuk mesiu menjadi lembap, dan tidak mungkin digunakan.
Ini bukan pertama kalinya orang Eropa harus membuang muatan luar negeri ke laut. Pada abad ke-17, butiran logam putih yang disebut platina ditemukan di tepi sungai Platino del Pino. Platinum pertama kali datang ke Eropa pada tahun 1735. Namun mereka tidak tahu apa yang harus dilakukan terhadapnya. Dari logam mulia pada saat itu, hanya emas dan perak yang diketahui, dan platinum tidak menemukan pasar. Tetapi orang-orang pintar memperhatikan bahwa dalam hal berat jenis, platina dan emas cukup dekat satu sama lain. Mereka memanfaatkan hal ini dan mulai menambahkan platinum pada emas yang digunakan untuk membuat koin. Itu sudah palsu. Pemerintah Spanyol melarang impor platinum, dan cadangan yang masih tersisa di negara bagian tersebut dikumpulkan dan, di hadapan banyak saksi, ditenggelamkan di laut.
Namun kisah sendawa Chili belum berakhir. Ternyata itu adalah pupuk nitrogen yang sangat baik, yang secara alami bermanfaat bagi manusia. Tidak ada pupuk nitrogen lain yang diketahui pada saat itu. Pengembangan intensif deposit alami natrium nitrat dimulai. Kapal berangkat dari pelabuhan Iquique di Chili setiap hari, mengirimkan pupuk yang sangat berharga ke seluruh penjuru dunia.
...Pada tahun 1898, dunia dikejutkan oleh ramalan suram dari Crookes yang terkenal. Dalam pidatonya, ia meramalkan kematian umat manusia akibat kelaparan nitrogen. Setiap tahun, seiring dengan panen, ladang kekurangan nitrogen, dan simpanan sendawa Chili secara bertahap habis. Harta Karun Gurun Atacama ternyata hanya setetes air di ember.
Kemudian para ilmuwan teringat akan atmosfer. Mungkin orang pertama yang menarik perhatian pada cadangan nitrogen yang tak terbatas di atmosfer adalah ilmuwan terkenal kita Kliment Arkadyevich Timiryazev. Timiryazev sangat percaya pada sains dan kekuatan kejeniusan manusia. Dia tidak sependapat dengan kekhawatiran Crookes. Umat manusia akan mengatasi bencana nitrogen dan keluar dari masalah, Timiryazev yakin. Dan ternyata dia benar. Sudah pada tahun 1908, ilmuwan Birkeland dan Eide di Norwegia melakukan fiksasi nitrogen atmosfer dalam skala industri menggunakan busur listrik.
Sekitar waktu yang sama, di Jerman, Fritz Haber mengembangkan metode untuk memproduksi amonia dari nitrogen dan hidrogen. Dengan demikian, masalah pengikatan nitrogen, yang sangat diperlukan untuk nutrisi tanaman, akhirnya teratasi. Dan terdapat banyak nitrogen bebas di atmosfer: para ilmuwan telah menghitung bahwa jika seluruh nitrogen di atmosfer diubah menjadi pupuk, tanaman akan bertahan selama lebih dari satu juta tahun.
Untuk apa fosfor dibutuhkan?
Justus Liebig percaya bahwa tanaman tersebut mampu menyerap nitrogen dari udara. Tanah hanya perlu dipupuk dengan kalium dan fosfor. Namun justru dengan unsur-unsur inilah dia kurang beruntung. “Pupuk paten” miliknya, yang diproduksi oleh salah satu perusahaan Inggris, tidak menghasilkan peningkatan hasil. Baru beberapa tahun kemudian Liebig memahami dan secara terbuka mengakui kesalahannya. Dia menggunakan garam fosfat yang tidak larut, karena khawatir garam yang sangat larut akan cepat tersapu oleh hujan dari tanah. Namun ternyata tanaman tidak dapat menyerap fosfor dari fosfat yang tidak larut. Dan manusia harus menyiapkan semacam “produk setengah jadi” untuk tanaman.
Setiap tahun, sekitar 10 juta ton asam fosfat dihilangkan dari tanaman di seluruh dunia. Mengapa tumbuhan membutuhkan fosfor? Bagaimanapun, itu bukan bagian dari lemak atau karbohidrat. Dan banyak molekul protein, terutama yang paling sederhana, tidak mengandung fosfor. Namun tanpa fosfor, semua senyawa ini tidak dapat terbentuk.
Fotosintesis bukan hanya sintesis karbohidrat dari karbon dioksida dan air, yang dihasilkan oleh tanaman “dengan bercanda”. Ini adalah proses yang kompleks. Fotosintesis terjadi pada apa yang disebut kloroplas - “organ” khusus sel tumbuhan. Kloroplas banyak mengandung senyawa fosfor. Secara kasar, kloroplas dapat dibayangkan sebagai perut hewan, tempat makanan dicerna dan diserap, karena kloroplas berhubungan langsung dengan “bahan penyusun” tumbuhan: karbon dioksida dan air.
Tumbuhan menyerap karbon dioksida dari udara dengan bantuan senyawa fosfor. Fosfat anorganik mengubah karbon dioksida menjadi anion asam karbonat, yang kemudian digunakan untuk membangun molekul organik kompleks.
Tentu saja peran fosfor dalam kehidupan tanaman tidak hanya sebatas itu saja. Dan tidak dapat dikatakan bahwa signifikansinya bagi tanaman telah sepenuhnya dijelaskan. Namun, apa yang diketahui pun menunjukkan peran pentingnya dalam kehidupan mereka.
Perang kimia
Ini benar-benar sebuah perang. Hanya tanpa senjata dan tank, misil dan bom. Ini adalah perang yang “tenang”, yang terkadang tidak disadari oleh banyak orang, untuk hidup dan mati. Dan kemenangan di dalamnya merupakan kebahagiaan bagi semua orang.
Apakah lalat pengganggu biasa, misalnya, menyebabkan banyak kerugian? Ternyata makhluk jahat ini membawa kerugian jutaan rubel per tahun di negara kita saja. Bagaimana dengan rumput liar? Di AS saja, keberadaan mereka menelan biaya empat miliar dolar. Atau contohnya belalang, bencana nyata yang mengubah ladang berbunga menjadi tanah gundul dan tak bernyawa. Jika Anda menghitung semua kerusakan yang disebabkan oleh predator tumbuhan dan hewan terhadap pertanian dunia dalam satu tahun, Anda akan mendapatkan jumlah yang tidak terbayangkan. Dengan uang ini, Anda bisa memberi makan 200 juta orang secara gratis selama setahun penuh!
Apa terjemahan "cid" ke dalam bahasa Rusia? Artinya - membunuh. Maka para ahli kimia mulai menciptakan berbagai “cides”. Mereka menciptakan insektisida - “membunuh serangga”, zoosida - “membunuh hewan pengerat”, herbisida - “membunuh rumput”. Semua “sida” ini sekarang banyak digunakan di bidang pertanian.
Sebelum Perang Dunia Kedua, sebagian besar pestisida anorganik banyak digunakan. Berbagai hewan pengerat dan serangga, gulma diperlakukan dengan arsenik, belerang, tembaga, barium, fluorida dan banyak senyawa beracun lainnya. Namun, mulai pertengahan tahun empat puluhan, pestisida organik mulai tersebar luas. “Kemiringan” terhadap senyawa organik ini dilakukan dengan sengaja. Intinya bukan hanya karena mereka lebih tidak berbahaya bagi manusia dan hewan ternak. Bahan-bahan tersebut mempunyai fleksibilitas yang lebih besar, dan dibutuhkan lebih sedikit bahan-bahan tersebut dibandingkan bahan-bahan anorganik untuk mendapatkan efek yang sama. Jadi, hanya sepersejuta gram bubuk DDT per sentimeter persegi permukaan dapat memusnahkan beberapa serangga.
Ada juga beberapa keanehan dalam penggunaan pestisida organik. Hexachlorane saat ini dianggap sebagai salah satu pestisida paling efektif. Namun mungkin hanya sedikit orang yang mengetahui bahwa zat ini pertama kali diperoleh Faraday pada tahun 1825. Selama lebih dari seratus tahun, ahli kimia telah mempelajari heksakloran tanpa mengetahui sifat-sifatnya yang menakjubkan. Dan baru setelah tahun 1935, ketika para ahli biologi mulai mempelajarinya, insektisida ini mulai diproduksi dalam skala industri. Insektisida terbaik saat ini adalah senyawa organofosfat, misalnya fosfamid atau obat M-81.
Sampai saat ini, sediaan luar digunakan untuk melindungi tumbuhan dan hewan. Namun, nilailah sendiri: hujan turun, angin bertiup, dan zat pelindung Anda hilang. Semuanya perlu dimulai dari awal. Para ilmuwan telah memikirkan pertanyaan: apakah mungkin memasukkan bahan kimia beracun ke dalam organisme yang dilindungi? Mereka memberi vaksinasi kepada seseorang - dan dia tidak takut penyakit. Begitu mikroba memasuki organisme tersebut, mereka segera dimusnahkan oleh “penjaga kesehatan” tak kasat mata yang muncul di sana sebagai akibat dari pengenalan serum.
Ternyata sangat mungkin untuk membuat pestisida yang bekerja secara internal. Para ilmuwan mempelajari berbagai struktur serangga hama dan tanaman. Bagi tanaman, pestisida semacam itu tidak berbahaya, tetapi bagi serangga merupakan racun yang mematikan.
Bahan kimia melindungi tanaman tidak hanya dari serangga, tetapi juga dari gulma. Telah diciptakan apa yang disebut herbisida yang memiliki efek menekan terhadap gulma dan praktis tidak membahayakan perkembangan tanaman budidaya.
Mungkin salah satu herbisida pertama, anehnya, adalah… pupuk. Oleh karena itu, telah lama diketahui oleh para praktisi pertanian bahwa jika peningkatan jumlah superfosfat atau kalium sulfat ditambahkan ke ladang, maka dengan pertumbuhan intensif tanaman budidaya, pertumbuhan gulma akan terhambat. Namun di sini, seperti halnya insektisida, senyawa organik memainkan peran yang menentukan di zaman kita.
Asisten petani
Anak laki-laki itu berusia lebih dari enam belas tahun. Dan inilah dia, mungkin untuk pertama kalinya di departemen parfum. Dia ada di sini bukan karena penasaran, tapi karena kebutuhan. Kumisnya sudah mulai tumbuh dan perlu dicukur.
Bagi pemula, ini adalah operasi yang cukup menarik. Namun setelah sekitar sepuluh hingga lima belas tahun, Anda akan merasa bosan sehingga terkadang Anda ingin menumbuhkan janggut.
Ambil rumput misalnya. Hal ini tidak dapat diterima di jalur kereta api. Dan orang-orang “mencukurnya” dengan sabit dan sabit dari tahun ke tahun. Tapi bayangkan kereta api Moskow-Khabarovsk. Jaraknya sembilan ribu kilometer. Dan jika semua rumput di sepanjang rumput itu dipangkas, dan lebih dari sekali selama musim panas, maka hampir seribu orang harus ditahan dalam operasi ini.
Mungkinkah menemukan metode kimia untuk “mencukur”? Ternyata hal itu mungkin saja terjadi.
Untuk memotong rumput di lahan seluas satu hektar, 20 orang harus bekerja seharian. Herbisida menyelesaikan “operasi pembunuhan” di area yang sama dalam beberapa jam. Selain itu, mereka menghancurkan rumput sepenuhnya.
Tahukah Anda apa itu defoliant? "Folio" berarti "lembar". Defoliant adalah zat yang menyebabkannya rontok. Penggunaannya memungkinkan mekanisasi pemanenan kapas. Dari tahun ke tahun, dari abad ke abad, orang-orang pergi ke ladang dan memetik kapas dengan tangan. Siapa pun yang belum pernah melihat pemanenan kapas secara manual hampir tidak dapat membayangkan betapa beratnya pekerjaan tersebut, yang, terlebih lagi, dilakukan dalam cuaca yang sangat panas, yaitu 40–50 derajat.
Sekarang semuanya jauh lebih sederhana. Beberapa hari sebelum buah kapas dibuka, perkebunan kapas diberi perlakuan dengan defoliant. Yang paling sederhana adalah Mg 2. Daun-daun berguguran dari semak-semak, dan sekarang pemanen kapas sedang bekerja di ladang. Omong-omong, CaCN 2 dapat digunakan sebagai defoliant, artinya ketika merawat semak-semak, pupuk nitrogen tambahan ditambahkan ke dalam tanah.
Namun dalam bantuannya terhadap pertanian, dalam “mengoreksi” alam, kimia bahkan melangkah lebih jauh. Ahli kimia menemukan apa yang disebut auksin - akselerator pertumbuhan tanaman. Benar, pada awalnya wajar. Ahli kimia telah belajar mensintesis yang paling sederhana, seperti heteroauxin, di laboratorium mereka. Zat-zat ini tidak hanya mempercepat pertumbuhan, pembungaan dan pembuahan tanaman, tetapi juga meningkatkan stabilitas dan vitalitasnya. Selain itu, penggunaan auksin dalam konsentrasi tinggi ternyata mempunyai efek sebaliknya yaitu menghambat pertumbuhan dan perkembangan tanaman.
Di sini ada analogi yang hampir lengkap dengan zat obat. Jadi, ada obat-obatan yang diketahui mengandung arsenik, bismut, dan merkuri, namun dalam konsentrasi yang besar (lebih tepatnya meningkat), semua zat ini beracun.
Misalnya, auksin dapat memperpanjang waktu pembungaan tanaman hias, dan terutama bunga. Jika terjadi salju musim semi yang tiba-tiba, memperlambat pertumbuhan dan pembungaan pohon, dan seterusnya. Sebaliknya, di daerah dingin dengan musim panas yang singkat, hal ini memungkinkan penanaman banyak buah-buahan dan sayur-sayuran dengan menggunakan metode “dipercepat”. Meskipun kemampuan auksin tersebut belum terealisasi dalam skala luas, melainkan hanya berupa percobaan laboratorium, tidak dapat dipungkiri bahwa dalam waktu dekat para pendamping petani akan terjun ke ruang terbuka yang luas.
Dilayani oleh hantu
Inilah fakta yang menjadi sensasi di surat kabar: rekan-rekan yang berterima kasih menghadiahkan seorang ilmuwan terhormat dengan... sebuah vas aluminium. Hadiah apa pun patut disyukuri. Tapi benarkah, memberikan vas alumunium sebagai kado... Ada yang ironis...
Ini sekarang. Seratus tahun yang lalu, pemberian seperti itu tampak sangat murah hati. Hal ini sebenarnya dikemukakan oleh ahli kimia Inggris. Dan bukan sembarang orang, tapi Dmitry Ivanovich Mendeleev sendiri. Sebagai tanda jasa besarnya terhadap ilmu pengetahuan.
Anda lihat betapa segala sesuatu di dunia ini relatif. Pada abad terakhir, mereka tidak mengetahui cara murah untuk mengekstraksi aluminium dari bijih, dan oleh karena itu harga logamnya mahal. Mereka menemukan cara, dan harga anjlok.
Banyak unsur tabel periodik yang masih mahal. Dan ini seringkali membatasi penggunaannya. Tapi kami yakin, untuk saat ini. Kimia dan fisika akan melakukan “penurunan harga” unsur lebih dari satu kali. Mereka pasti akan melaksanakannya, karena semakin jauh maka semakin banyak pula penghuni tabel periodik amalan yang terlibat dalam bidang kegiatannya.
Namun di antara mereka ada juga yang tidak ditemukan sama sekali di kerak bumi, atau jumlahnya sangat sedikit, hampir tidak ada sama sekali. Katakanlah, astatin dan fransium, neptunium dan plutonium, prometium dan teknesium...
Namun, mereka bisa dibuat secara artifisial. Dan begitu seorang ahli kimia memegang unsur baru di tangannya, dia mulai berpikir: bagaimana cara memberinya awal dalam hidup?
Unsur buatan yang paling penting sejauh ini adalah plutonium. Dan produksi globalnya kini melebihi produksi banyak unsur “biasa” dalam tabel periodik. Mari kita tambahkan bahwa ahli kimia menganggap plutonium sebagai salah satu unsur yang paling banyak dipelajari, meskipun usianya kurang lebih seperempat abad. Semua ini bukan suatu kebetulan, karena plutonium adalah “bahan bakar” yang sangat baik untuk reaktor nuklir, tidak kalah dengan uranium.
Di beberapa satelit Amerika, amerisium dan curium berfungsi sebagai sumber energi. Unsur-unsur ini sangat radioaktif. Saat membusuk, banyak panas yang dilepaskan. Dengan bantuan termokopel diubah menjadi listrik.
Bagaimana dengan promethium, yang belum ditemukan dalam bijih bumi? Baterai mini, sedikit lebih besar dari tutup penekan biasa, dibuat dengan partisipasi promethium. Paling-paling, baterai kimia hanya bertahan tidak lebih dari enam bulan. Baterai atom promethium beroperasi terus menerus selama lima tahun. Dan jangkauan penerapannya sangat luas: mulai dari alat bantu dengar hingga peluru kendali.
Astat siap menawarkan jasanya kepada dokter untuk memerangi penyakit tiroid. Mereka sekarang mencoba mengobatinya dengan radiasi radioaktif. Diketahui bahwa yodium dapat terakumulasi di kelenjar tiroid, tetapi astatin adalah analog kimia dari yodium. Dimasukkan ke dalam tubuh, astatin akan terkonsentrasi di kelenjar tiroid. Maka sifat radioaktifnya akan berbicara banyak.
Jadi beberapa elemen buatan sama sekali bukan ruang kosong untuk kebutuhan latihan. Benar, mereka melayani manusia secara sepihak. Manusia hanya dapat menggunakan sifat radioaktifnya. Kami belum membahas secara spesifik bahan kimianya. Pengecualian adalah teknesium. Garam dari logam ini ternyata mampu membuat produk baja dan besi tahan terhadap korosi.
Yulia Chumakova
Di antara nama-nama kejayaan sains Rusia di masa lalu, ada satu yang sangat dekat dan kita sayangi - nama Mikhail Vasilyevich Lomonosov. Ia menjadi perwujudan hidup ilmu pengetahuan Rusia. Ia memilih kimia sebagai arah utama dalam karyanya. Lomonosov adalah ilmuwan paling terkemuka pada masanya. Kegiatannya membutuhkan hasil yang terlihat. Ini menjelaskan kegigihannya dalam mencapai kesuksesan.
Topik presentasi:“Kimia memperluas jangkauannya ke dalam urusan manusia.” Demikian pemaparan tentang kegiatan M.V. Lomonosov di bidang kimia.
Topik ini relevan karena M.V. Lomonosov adalah salah satu ilmuwan hebat, yang tidak diragukan lagi dapat ditempatkan di salah satu tempat pertama di antara orang-orang multi-talenta di antara umat manusia. Prestasinya di bidang ilmu pengetahuan sungguh luar biasa. Segala sesuatu yang disampaikan Lomonosov bersifat profesionalisme yang mendalam. Itulah sebabnya aktivitasnya sangat menarik dan dihormati saat ini.
Pekerjaan dilakukan di bawah bimbingan seorang guru kimia (laporan) dan ilmu komputer (presentasi)
Unduh:
Pratinjau:
Laporkan “Kimia melebarkan sayapnya ke dalam urusan manusia” pada konferensi ilmiah dan praktis mahasiswa VI “Dan refleksi Anda membara bahkan sekarang…”
Di antara semua ilmu yang dipelajari oleh ensiklopedis Lomonosov, tempat pertama secara objektif adalah milik kimia: pada tanggal 25 Juli 1745, dengan dekrit khusus, Lomonosov dianugerahi gelar profesor kimia (yang sekarang disebut akademisi - maka gelar seperti itu belum ada).
Lomonosov menekankan bahwa dalam kimia “apa yang dikatakan harus dibuktikan”, sehingga ia mengupayakan dikeluarkannya dekrit tentang pembangunan laboratorium kimia pertama di Rusia, yang selesai pada tahun 1748. Laboratorium kimia pertama di Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia memiliki tingkat aktivitas yang secara kualitatif baru: untuk pertama kalinya prinsip integrasi sains dan praktik diterapkan di dalamnya. Berbicara pada pembukaan laboratorium, Lomonosov mengatakan: “Studi kimia memiliki dua tujuan: yang pertama adalah peningkatan ilmu pengetahuan alam. Yang lainnya adalah pelipatgandaan berkah kehidupan.”
Di antara banyak penelitian yang dilakukan di laboratorium, karya kimia dan teknis Lomonosov pada kaca dan porselen menempati tempat khusus. Dia melakukan lebih dari tiga ribu eksperimen, yang menyediakan bahan eksperimen yang kaya untuk mendukung “teori warna yang sebenarnya”. Lomonosov sendiri mengatakan lebih dari sekali bahwa kimia adalah “profesi utamanya”.
Lomonosov memberikan ceramah kepada siswa di laboratorium, mengajari mereka keterampilan eksperimental. Sebenarnya ini adalah workshop mahasiswa yang pertama. Eksperimen laboratorium didahului dengan seminar teori.
Dalam salah satu karya pertamanya, “Elements of Mathematical Chemistry” (1741), Lomonosov menyatakan: “Seorang ahli kimia sejati harus menjadi ahli teori dan praktisi, serta seorang filsuf.” Pada masa itu, kimia diartikan sebagai seni mendeskripsikan sifat-sifat berbagai zat dan metode isolasi dan pemurniannya. Juga tidak
Metode penelitian, baik metode mendeskripsikan operasi kimia, maupun gaya berpikir ahli kimia pada masa itu tidak memuaskan Lomonosov, jadi dia menjauh dari yang lama dan menguraikan program besar untuk mengubah seni kimia menjadi sains.
Pada tahun 1751, pada Pertemuan Umum Akademi Ilmu Pengetahuan, Lomonosov menyampaikan “Khotbah tentang Manfaat Kimia” yang terkenal, di mana ia menguraikan pandangannya, yang berbeda dari pandangan umum. Apa yang ingin dicapai Lomonosov sangat luar biasa dalam desain inovatifnya: dia ingin menjadikan semua kimia sebagai ilmu fisika-kimia dan untuk pertama kalinya menyoroti bidang baru pengetahuan kimia - kimia fisik. Dia menulis: “Saya tidak hanya melihat dari penulis yang berbeda, tetapi juga dengan karya seni saya sendiri, saya yakin bahwa eksperimen kimia, jika digabungkan dengan eksperimen fisik, menunjukkan efek khusus.” Untuk pertama kalinya, ia mulai mengajar siswa kursus tentang “kimia fisika sejati”, disertai dengan eksperimen demonstrasi.
Pada tahun 1756, di laboratorium kimia, Lomonosov melakukan serangkaian percobaan tentang kalsinasi (kalsinasi) logam, yang tentangnya ia menulis: “...percobaan dilakukan dalam bejana kaca yang dilebur rapat untuk menyelidiki apakah berat berasal dari panas murni. ; Melalui percobaan ini, ditemukan bahwa pendapat Robert Boyle yang terkenal itu salah, karena tanpa aliran udara luar, berat logam yang terbakar tetap dalam satu takaran…” Hasilnya, Lomonosov, dengan menggunakan contoh spesifik penerapan hukum kekekalan universal, membuktikan keteguhan massa total materi selama transformasi kimia dan menemukan hukum dasar ilmu kimia - hukum kekekalan massa materi. . Dengan demikian, Lomonosov untuk pertama kalinya di Rusia, dan kemudian Lavoisier di Prancis, akhirnya mengubah kimia menjadi ilmu kuantitatif yang ketat.
Berbagai eksperimen dan pandangan materialistis terhadap fenomena alam membawa Lomonosov pada gagasan tentang “hukum alam universal”. Dalam suratnya kepada Euler pada tahun 1748, ia menulis: “Semua perubahan yang terjadi di alam terjadi sedemikian rupa sehingga jika sesuatu ditambahkan pada sesuatu, maka sesuatu itu diambil dari sesuatu yang lain.
Jadi, semakin banyak materi yang ditambahkan ke suatu benda, jumlah yang sama akan hilang dari benda lain. Karena ini adalah hukum alam universal, maka hal ini juga berlaku pada aturan gerak: sebuah benda yang merangsang benda lain untuk bergerak dengan dorongannya, akan kehilangan sebanyak yang diberikan benda tersebut kepada benda lain yang digerakkan oleh dorongannya.” Sepuluh tahun kemudian, dia menguraikan undang-undang ini pada pertemuan Akademi Ilmu Pengetahuan, dan pada tahun 1760 dia menerbitkannya di media cetak. Dalam surat kepada Euler yang disebutkan di atas, Lomonosov memberitahunya bahwa beberapa anggota Akademi mempertanyakan hukum alam yang jelas ini. Ketika direktur Kanselir Akademik, Schumacher, tanpa persetujuan Lomonosov, mengirimkan sejumlah karya Lomonosov yang diserahkan untuk diterbitkan ke Euler untuk ditinjau, tanggapan ahli matematika hebat itu sangat antusias: “Semua karya ini tidak hanya bagus, tetapi juga luar biasa, ” tulis Euler, “karena dia ( Lomonosov) menjelaskan masalah-masalah fisik, yang paling penting dan sulit, yang sama sekali tidak diketahui dan tidak mungkin ditafsirkan oleh para ilmuwan paling cerdik, dengan ketelitian sedemikian rupa sehingga saya sepenuhnya yakin akan keakuratan buktinya. Dalam hal ini, saya harus memberikan keadilan kepada Tuan Lomonosov bahwa dia diberkahi dengan kecerdasan paling bahagia untuk menjelaskan fenomena fisika dan kimia. Kita harus berharap bahwa semua Akademi lain dapat menunjukkan jenis penemuan yang ditunjukkan oleh Tuan Lomonosov.”
Pemurnian bensin dari air.
Saya menuangkan bensin ke dalam tabung, lalu melupakannya dan pulang. Tabung itu tetap terbuka. Hujan akan datang.
Keesokan harinya saya ingin naik ATV dan teringat kaleng bensin. Saat saya dekati, saya baru sadar kalau bensin yang ada di dalamnya sudah tercampur air, karena kemarin jelas cairan di dalamnya lebih sedikit. Saya perlu memisahkan air dan bensin. Menyadari bahwa air membeku pada suhu yang lebih tinggi daripada bensin, saya menaruh sekaleng bensin di lemari es. Di dalam lemari es suhu bensin -10 derajat Celcius. Setelah beberapa saat saya mengeluarkan tabung itu dari lemari es. Tabung itu berisi es dan bensin. Saya menuangkan bensin melalui jaring ke tabung lain. Oleh karena itu, semua es tetap berada di tabung pertama. Sekarang saya bisa memasukkan bensin murni ke dalam tangki bensin ATV dan akhirnya mengendarainya. Ketika dibekukan (pada suhu berbeda), terjadi pemisahan zat.
Pepatah Kulgashov.
Di dunia modern, kehidupan manusia tidak bisa dibayangkan tanpa proses kimia. Bahkan di masa Peter the Great, misalnya, ada chemistry.
Jika manusia tidak belajar mencampurkan unsur kimia yang berbeda, tidak akan ada kosmetik. Banyak gadis yang tidak secantik kelihatannya. Anak-anak tidak akan bisa membuat patung dengan plastisin. Tidak akan ada mainan plastik. Mobil tidak bisa berjalan tanpa bensin. Mencuci barang jauh lebih sulit tanpa deterjen.
Setiap unsur kimia ada dalam tiga bentuk: atom, zat sederhana dan zat kompleks. Peran kimia dalam kehidupan manusia sangatlah besar. Ahli kimia mengekstraksi banyak zat menakjubkan dari bahan mineral, hewani, dan tumbuhan. Dengan bantuan kimia, seseorang memperoleh zat dengan sifat yang telah ditentukan, dan dari zat tersebut, pada gilirannya, mereka menghasilkan pakaian, sepatu, peralatan, alat komunikasi modern, dan masih banyak lagi.
Kata-kata M.V. terdengar lebih modern dari sebelumnya. Lomonosov: “Kimia melebarkan sayapnya ke dalam urusan manusia…”
Produksi produk kimia seperti logam, plastik, soda, dll mencemari lingkungan dengan berbagai zat berbahaya.
Prestasi di bidang kimia tidak hanya bagus. Penting bagi manusia modern untuk menggunakannya dengan benar.
Makarova Katya.
Bisakah saya hidup tanpa proses kimia?
Proses kimia ada dimana-mana. Mereka mengelilingi kita. Terkadang kita bahkan tidak menyadari kehadiran mereka dalam kehidupan kita sehari-hari. Kita menganggapnya remeh, tanpa memikirkan sifat sebenarnya dari reaksi yang terjadi.
Setiap saat ada banyak sekali proses yang terjadi di dunia yang disebut reaksi kimia.
Ketika dua atau lebih zat berinteraksi satu sama lain, zat baru akan terbentuk. Ada reaksi kimia yang sangat lambat dan sangat cepat. Ledakan adalah contoh reaksi yang cepat: dalam sekejap, zat padat atau cair terurai, melepaskan sejumlah besar gas.
Pelat baja mempertahankan kilaunya untuk waktu yang lama, tetapi secara bertahap pola karat kemerahan muncul di atasnya. Proses ini disebut korosi. Korosi adalah contoh reaksi kimia yang lambat namun sangat berbahaya.
Seringkali, terutama dalam industri, diperlukan percepatan satu atau beberapa reaksi agar dapat memperoleh produk yang diinginkan dengan cepat. Kemudian katalis digunakan. Zat-zat ini sendiri tidak ikut serta dalam reaksi, tetapi mempercepatnya secara signifikan.
Setiap tanaman menyerap karbon dioksida dari udara dan melepaskan oksigen. Pada saat yang sama, banyak zat berharga tercipta di daun hijau. Proses ini - fotosintesis - terjadi di laboratoriumnya.
Evolusi planet dan seluruh alam semesta dimulai dengan reaksi kimia.
Belyalova Yulia.
Gula
Gula- nama umum untuk sukrosa. Ada banyak jenis gula. Misalnya, glukosa - gula anggur, fruktosa - gula buah, gula tebu, gula bit (gula pasir yang paling umum).
Pada awalnya gula hanya diperoleh dari tebu. Hal ini diyakini awalnya muncul di India, di Bengal. Namun, akibat konflik antara Inggris dan Perancis, gula tebu menjadi sangat mahal, dan banyak ahli kimia mulai memikirkan cara mendapatkannya dari bahan lain. Orang pertama yang melakukan hal ini adalah ahli kimia Jerman Andreas Marggraf pada awal abad ke-18. Ia memperhatikan bahwa umbi-umbian kering dari beberapa tanaman memiliki rasa yang manis, dan ketika diperiksa di bawah mikroskop, terlihat kristal-kristal putih di atasnya, sangat mirip dengan gula. Namun Marggraf tidak mampu mempraktikkan pengetahuan dan pengamatannya, dan produksi gula massal baru dimulai pada tahun 1801, ketika murid Marggraf, Franz Karl Arhard, membeli perkebunan Kunern dan mulai membangun pabrik gula bit pertama. Untuk meningkatkan keuntungan, ia mempelajari berbagai varietas bit dan mengidentifikasi alasan mengapa umbinya memiliki kandungan gula yang lebih tinggi. Pada tahun 1880-an, produksi gula mulai mendatangkan keuntungan besar, tetapi Archard tidak dapat menyaksikannya.
Saat ini gula bit diekstraksi sebagai berikut. Bit dibersihkan dan dihancurkan, jusnya diekstraksi menggunakan mesin press, kemudian jus dibersihkan dari kotoran non-gula dan diuapkan. Ambil sirup dan masak hingga terbentuk kristal gula. Dengan gula tebu, segalanya menjadi lebih rumit. Tebu juga dihaluskan, sarinya juga diekstraksi, dibersihkan dari kotoran dan direbus hingga muncul kristal pada sirup. Namun, hanya gula mentah yang diperoleh, dari situlah gula kemudian dibuat. Gula mentah ini dimurnikan, menghilangkan kelebihan dan pewarna, dan sirup direbus kembali hingga mengkristal. Tidak ada rumus gula seperti itu: secara kimia, gula adalah karbohidrat manis yang larut.
Kirill Umansky.
Garam
Garam - produk makanan. Ketika digiling, tampak seperti kristal putih kecil. Garam meja yang berasal dari alam hampir selalu mengandung campuran garam mineral lain, yang dapat memberikan corak warna berbeda (biasanya abu-abu). Ini diproduksi dalam berbagai bentuk: dimurnikan dan tidak dimurnikan (garam batu), ditumbuk kasar dan halus, murni dan beryodium, garam laut, dll.
Pada zaman dahulu, garam diperoleh dengan membakar tanaman tertentu dalam api; abu yang dihasilkan digunakan sebagai bumbu. Untuk meningkatkan rendemen garam, mereka juga disiram dengan air laut yang asin. Setidaknya dua ribu tahun yang lalu, ekstraksi garam meja dimulai dengan penguapan air laut. Metode ini pertama kali muncul di negara-negara dengan iklim kering dan panas, dimana penguapan air terjadi secara alami; Saat menyebar, air mulai dipanaskan secara artifisial. Di wilayah utara, khususnya di tepi Laut Putih, metode ini ditingkatkan: seperti diketahui, air tawar membeku sebelum air asin, dan konsentrasi garam dalam larutan yang tersisa juga meningkat. Dengan cara ini, air garam segar dan pekat diperoleh secara bersamaan dari air laut, yang kemudian diuapkan dengan konsumsi energi yang lebih sedikit.
Garam meja merupakan bahan baku penting bagi industri kimia. Ini digunakan untuk memproduksi soda, klorin, asam klorida, natrium hidroksida dan logam natrium.
Larutan garam dalam air membeku pada suhu di bawah 0 °C. Ketika dicampur dengan air es murni (termasuk dalam bentuk salju), garam menyebabkannya mencair dengan mengekstraksi energi panas dari lingkungan. Fenomena ini digunakan untuk membersihkan jalan dari salju.
