lection6 (1113304), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Плотность льда на 9% меньше, чем у воды – 0,917 г/см3, чтообусловлено его “рыхлой” кристаллической структурой, стабилизированнойводородными связями. Это свойство льда предохраняет водоемы от промерзания.Теплота плавления льда 6 кДж/моль, теплота испарения воды 44 кДж/моль. В талойводе частично сохраняются фрагменты структуры льда. У жидкой воды зависимостьтеплоемкости от температуры имеет минимум при 370С, что соответствует температуречеловеческого тела. Это способствует наиболее эффективному протеканиюбиохимических реакций в организме человека.Жидкая вода отличается также высоким коэффициентом поверхностногонатяжения на границе с воздухом – 72 мН/м при 298 К (у этанола 22 , у гептана 21, углицерина 59мН/м).В организме взрослого человека содержится 65-67% воды.Пероксид водородаВпервые вещество получил Тенар [18] в виде раствора в 1818 г., в чистом виде в1820 г.
при реакции пероксида бария с серной кислотой (см. выше).Неустойчивое соединение:∆Н = -99 кДж/моль2 H2O2 = 2 H2O + O2Традиционно секретное вещество, поскольку в концентрированном видеиспользуется как однокомпонентное ракетное топливо. С 1934 г. было перспективнымтопливом для турбин подводных лодок и источником кислорода. “Военные” названия:“аурол”, “оксилин”, “топливо Т” [19].Получить пероксид водорода можно из пероксида бария (см. выше).Демонстрации:а) каталитический распад пергидроли (с MnO2)б) получение Н2О2 из перекиси бария и азотной кислоты, реакция с растворомперманганатав) восстановительные и окислительные свойства Н2О2 – с перманганатом и иодидом.Окислительно-восстановительные реакции с участием перекиси водорода.Из Московской олимпиады школьников по химии (1996/97 уч.год) 9 класс:9-5.
Известно, что для реакции:KMnO4 + H2O2 + H2SO4 →можно написать бесконечное число формально "правильных" уравнений (числа атомовкаждого элемента справа и слева равны).Например:1) 2 KMnO4 + 9 H2O2 + 3 H2SO4 = K2SO4 + 2 MnSO4 + 12 H2O + 7 O22) 2 KMnO4 + 7 H2O2 + 3 H2SO4 = K2SO4 + 2 MnSO4 + 10 H2O + 6 O23) 2 KMnO4 + 5 H2O2 + 3 H2SO4 = K2SO4 + 2 MnSO4 + 8 H2O + 5 O251) Почему это возможно?Решение:Правильное – уравнение 3):В нем формально электроны от O-1 переходят к Mn+7 .Остальные уравнения – это суммы уравнения 3) с уравнением каталитического распадапероксида водорода:2 H2O2 = 2 H2O + O2Дополнение 1 к лекции 6Из истории открытия кислорода – о влиянии парадигм на развитие наукиТ.
Кун Логика и методология наукиСТРУКТУРА НАУЧНЫХ РЕВОЛЮЦИЙhttp://www.PHILOSOPHY.ru/library/kuhn/01/00.htmlПеревод с английского И. 3. НАЛЕТОВАVI АНОМАЛИЯ И ВОЗНИКНОВЕНИЕ НАУЧНЫХ ОТКРЫТИЙ (фрагмент)Чтобы увидеть, как тесно переплетаются фактические и теоретическиеновшества в научном открытии, рассмотрим хорошо известный пример — открытиекислорода. По крайней мере три человека имеют законное право претендовать на этооткрытие, и, кроме них, еще несколько химиков в начале 70-х годов XVIII векаосуществляли обогащение воздуха в лабораторных сосудах, хотя сами не знали об этойстороне своих опытов [1]. Прогресс нормальной науки, в данном случае химии газов,весьма основательно подготовил для этого почву.
Самым первым претендентом,получившим относительно чистую пробу газа, был шведский аптекарь К. В. Шееле.Тем не менее мы можем игнорировать его работу, так как она не была опубликована дотех пор, пока о повторном открытии кислорода не было заявлено в другом месте, и,таким образом, его работа никак не сказалась на исторической модели, котораяинтересует нас в данном случае прежде всего [2]. Вторым по времени заявившим оботкрытии был английский ученый и богослов Джозеф Пристли, который собрал газ,выделившийся при нагревании красной окиси ртути, как исходный материал дляпоследующего нормального исследования “воздухов”, выделяемых большимколичеством твердых веществ.
В 1774 году он отождествил газ, полученный такимобразом, с закисью азота, а в 1775 году, осуществляя дальнейшие проверки, — своздухом вообще, имеющим меньшую, чем обычно, дозу флогистона. Третийпретендент, Лавуазье, начал работу, которая привела его к открытию кислорода, послеэксперимента Пристли в 1774 году и, возможно, благодаря намеку со стороны Пристли.В начале 1775 года Лавуазье сообщил, что газ, получаемый после нагревания краснойокиси ртути, представляет собой “воздух как таковой без изменений [за исключениемтого, что]... он оказывается более чистым, более пригодным для дыхания” [3].
К 1777году, вероятно не без второго намека Пристли, Лавуазье пришел к выводу, что это былгаз особой разновидности, один из основных компонентов, составляющих атмосферу.Сам Пристли с таким выводом никогда не смог бы согласиться.Эта схема открытия поднимает вопрос, который следует задать о каждом новомявлении, осознаваемом учеными. Кто первый открыл кислород: Пристли, Лавуазье иликто-то еще? Как бы то ни было, возникает и другой вопрос: когда был открыткислород? Последний вопрос был бы уместен даже в том случае, если бы существовалтолько один претендент.
Сами по себе вопросы приоритета и даты нас, вообще говоря,не интересуют. Тем не менее стремление найти ответ на них освещает природу6научного открытия, потому что нет очевидного ответа на подобный вопрос. Открытиене относится к числу тех процессов, по отношению к которым вопрос о приоритетеявляется полностью адекватным. Тот факт, что он поставлен (вопрос о приоритете воткрытии кислорода не раз поднимался с 80-х годов XVIII века), есть симптом какогото искажения образа науки, которая отводит открытию такую фундаментальную роль.Вернемся еще раз к нашему примеру.
Претензии Пристли по поводу открытиякислорода основывались на его приоритете в получении газа, который позднее былпризнан особым, не известным до тех пор видом газа. Но проба Пристли не былачистой, и если получение кислорода с примесями считать его открытием, тогда то же впринципе можно сказать о всех тех, кто когда-либо заключал в сосуд атмосферныйвоздух. Кроме того, если Пристли был первооткрывателем, то когда в таком случаебыло сделано открытие? В 1774 году он считал, что получил закись азота, то естьразновидность газа, которую он уже знал. В 1775 году он полагал, что полученный газявляется дефлогистированным воздухом, но еще не кислородом. Для химика,придерживающегося теории флогистона, это был совершенно неведомый вид газа.Претензии Лавуазье более основательны, но они поднимают те же самые проблемы.Если мы не отдаем пальму первенства Пристли, то мы не можем присудить ее иЛавуазье за работу 1775 года, в которой он приходит к выводу об идентичности газа с“воздухом как таковым”.
По-видимому, больше похожи на открытие работы 1776 и1777 годов, в которых Лавуазье не просто указывает на существование газа, но ипоказывает, чтo представляет собой этот газ. Однако и это решение можно было быподвергнуть сомнению. Дело в том, что и в 1777 году, и до конца своей жизни Лавуазьенастаивал на том, что кислород представляет собой атомарный “элемент кислотности”и что кислород как газ образуется только тогда, когда этот “элемент” соединяется степлородом, с материей теплоты [4]. Можем ли мы на этом основании говорить, чтокислород в 1777 году еще не был открыт? Подобный соблазн может возникнуть. Ноэлемент кислотности был изгнан из химии только после 1810 года, а понятие теплородаумирало еще до 60-х годов XIX века.
Кислород стал рассматриваться в качествеобычного химического вещества еще до этих событий.Очевидно, что требуется новый словарь и новые понятия для того, чтобыанализировать события, подобные открытию кислорода. Хотя предложение “Кислородбыл открыт”, несомненно, правильно, оно вводит в заблуждение, внушая мысль, чтооткрытие чего-либо представляет собой простой единичный акт, сравнимый с нашимобычным (а также не слишком удачным) понятием видения. Вот почему мы так охотносоглашаемся с тем, что процесс открытия, подобно зрению или осязанию, столь жеопределенно должен быть приписан отдельной личности и определенному моментувремени. Но открытие никогда невозможно приурочить к определенному моменту;часто его нельзя и точно датировать.
Игнорируя Шееле, мы можем уверенно сказать,что кислород не был открыт до 1774 года. Мы могли бы, вероятно, также сказать, чтоон был открыт к 1777 году или немногим позже. Но в этих границах или других,подобных этим, любая попытка датировать открытие неизбежно должна бытьпроизвольной, поскольку открытие нового вида явлений представляет собой понеобходимости сложное событие. Оно предполагает осознание и того, что произошло,и того, каким образом оно возникло. Заметим, например, что если кислород являетсядля нас воздухом с меньшей долей флогистона, то мы должны утверждать безколебаний, что первооткрывателем его был Пристли, хотя еще и не знаем, когда былосделано открытие.
Но если с открытием неразрывно связано не только наблюдение, нои концептуализация, обнаружение самого факта и усвоение его теорией, тогдаоткрытие есть процесс и должно быть длительным по времени. Только если всесоответствующие концептуальные категории подготовлены заранее, открытие чего-то и7определение, что это такое, легко осуществляется совместно и одновременно (но втаком случае нельзя было бы говорить о явлении нового вида).Допустим теперь, что открытие предполагает продолжительный, хотя и необязательно очень длительный, процесс концептуального усвоения. Можем ли мытакже сказать, что оно влечет за собой изменение парадигмы? На этот вопрос нельзядать общего ответа, но в данном случае по крайней мере ответ должен бытьутвердительным. То, о чем писал Лавуазье в своих статьях начиная с 1777 года, былоне столько открытием кислорода, сколько кислородной теорией горения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
