10 интересных фактов о химии и химических элементах

Дмитрий Иванович Менделеев

Выдающийся химик и физик, русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев родился в конце февраля 1834 года в городе Тобольске. Первый русский химик был семнадцатым ребенком в семействе Ивана Павловича Менделеева — директора училищ и гимназий Тобольского края. До сих пор сохранилась метрическая книга с записью о рождении Дмитрия Менделеева, где на старинной странице значатся имена ученого и его родителей. Менделеева называли самым гениальным химиком 19-го столетия, и это было верное определение. Дмитрий Иванович — автор важных открытий в химии, метеорологии, метрологии, физике. Менделеев занимался исследованиями изоморфизма. В 1860 году ученый открыл критическую температуру (кипения) для всех видов жидкостей. В 1861 году ученый издал книгу “Органическая химия”. Он исследовал газы и выводил правильные формулы. Менделеев сконструировал пикнометр. Великий химик стал автором многих работ по метрологии. Он занимался исследованиями угля, нефти, разработал системы для орошения землеугодий. Именно Менделеев открыл одну из главных природных аксиом — периодический закон химических элементов. Им мы пользуемся и теперь. Он дал характеристики всем химическим элементам, теоретически определив их свойства, состав, размеры и вес.

Ниже представлены вещества, применение которых на ЕГЭ по химии спрашивается наиболее часто

Социальные сети

Простая наука — ютьюб-канал химическими опытами и физическими экспериментами.

Thoisoi — ютьюб-канал с опытами по всем разделам химии. Автор не только снимает зрелищные опыты, но и подробно объясняет суть наблюдаемых явлений. Также он показывает, с какими сложностями столкнулся при проведении эксперимента и рассказывает, почему произошла неудача.

Канал Андрея Степенина — авторский ютьюб-канал с различными материалами по химии. В основном там представлены ролики по органической химии для подготовки к ЕГЭ. Материал изложен на хорошем уровне, поэтому также подойдёт для начальной подготовки к олимпиадам.

«Химия — Просто» — ютьюб-канал с большим количеством роликов, посвящённых конкретным элементам и их соединениям. Автор канала Александр Иванов рассказывает об основных химических особенностях веществ и показывает опыты с ними.

«Наука для тебя» — группа во «ВКонтакте» с полезными материалами для подготовки к ЕГЭ по химии. Ведёт выпускник химического факультета МГУ.

Известные русские химики тогда и сейчас

Визуальный контент

«Российский учебник» — портал, с которого можно скачать и распечатать плакаты по химии. Наглядные материалы очень полезны: чем ярче школьник представит реакции, которые изучает, тем лучше поймёт их логику.

Плакат по производству аммиака с портала «Российский учебник»

Compundchem.com — англоязычный ресурс с большим количеством инфографики по химии. Авторы проекта в графической форме отвечают на интересные вопросы, связанные с химией, например:

 Какой химический состав у футбольной формы?

Чем мыло отличается от геля для душа?

Авторы проекта также ежегодно выпускают интерактивный адвент-календарь по химии. Каждый день декабря можно кликать по нарисованной ёлочной игрушке и узнавать что-то новое из истории химии.

Адвент-календарь по химии с сайта Compundchem.com

Fhoto.com — коллекция фотографий с научными экспериментами, в том числе по химии.

Фотографии на Fhoto.com с изображением разных тем по химии

Виртуальные лаборатории

VirtuLab — российский портал, на котором эксперименты из школьной программы можно смоделировать онлайн.

Онлайн-эксперимент по растворению железа и цинка в соляной кислоте

Labster — международный ресурс, которые разрабатывают учёные со всего мира. Позволяет ставить более серьёзные опыты.

Один из онлайн-опытов на сайте Labster

Как проводить опыты в домашних условиях

«Где брать реактивы для опытов» — полезная статья на портале «Занимательная химия».

Mel Science — проект по доставке на дом наборов для экспериментов. Также на сайте есть подробные и корректные инструкции по выполнению опытов, в том числе и на русском языке. Многие ингредиенты для этих опытов можно самостоятельно купить в аптеке или продовольственном магазине. В дополнение к опытам на Mel Science полезно смотреть видео, которые объясняют суть химических явлений. Недавно там же запустили и виртуальные уроки с использованием специальных очков.

Случай страшный, но не сверхординарный

Валентин Казаков, заведующий кафедрой химической технологии неорганических веществ, катализа и экологии НТУ «ХПИ», говорит, что известно около 300 случаев, когда аммиачная селитра взрывалась, унося жизни и уничтожая инфраструктуру (см. «Историческая справка»).

Валентин Казаков. Фото: kpi.kharkov.ua

— В книгах по технике безопасности для производств, которые работают с селитрой, есть раздел о всех случаях взрывов на предприятиях, портовых складах во всем мире, — рассказывает Валентин Васильевич. — Аммиачная селитра — сильный окислитель, ведь это соль азотной кислоты. И чтобы произошел взрыв или воспламенение, достаточно не соблюдать правила хранения. Попадет какая-то органическая часть, например, масло – и все, считайте, готово. Даже, если люди на предприятии руки ветошью от масла вытерли и бросили на селитру.

Комментируя версию, что трагедия в Бейруте началась с того, что сварочные искры во время ремонта долетели до склада с фейерверками, начался пожар, который перекинулся в том числе и на склад селитрой, Казаков говорит, что это вполне вероятно и называет такое соседство с аммиачной селитрой неслыханной глупостью.

— Кстати, склад до 3 тысяч тонн — это не такой уж и большой, есть и по 10 тысяч тонн, и по 20, и по 40. Танкеры могут перевозить куда большие грузы минеральных удобрений. Но это продукт, требующий особого уважения. Должна быть вентиляция. И как я уже сказал, рядом ничего потенциально опасного.

По словам Валентина Васильевича, ранее основное применение нитрата аммония не выходило за пределы фермерской сферы. Но быструю взрывоопасность вещества оценили террористы*. 

— Аммиачную селитру в качестве основы для взрывчатки начали применять относительно недавно, лет 20-30 назад. Тогда по всему миру пошла волна требований выпускать аммиачную селитру со сниженным содержанием связанного азота. Его в нитрате аммония 34%. Есть исследование, что при содержании меньше 30% удобрение не будет таким взрывоопасным. Селяне, конечно, против этого, каждый процент связанного азота существенно влияет на урожай, — объясняет химик.

Сергей Васильевич Лебедев

Опасен не только сам взрыв, а и отравление воздуха, воды и почвы

По словам Татьяны Тихомировой, доцента кафедры химической техники и экологии НТУ «ХПИ», проблема неправильного хранения существует и в Украине. Те же фермеры могут относиться к своим удобрениям весьма легкомысленно, да и наверняка есть склады, о которых могли забыть.

Татьяна Тихомирова. Фото: Фейсбук

— Существовала программа ликвидации неиспользованных удобрений и пестицидов, которая должна была быть реализована. Предположим, по бумагам на складах и заводах аммиачной селитры нет, но по факту она лежит еще с советских времен. Уверена, что заброшенные склады все еще где-то есть, их не успели ликвидировать, — говорит Тихомирова. — Также селитра есть у тех, кто работает с удобрениями, и в силу разных факторов они могут хранить ее неправильно. Скажем, нет специально оборудованных складов, охраны. Ну и у нас есть понятие — «люди растащили».

По словам химика, для простого обывателя аммиачная селитра не в новинку — это те же нитраты. Поэтому вопрос о правильном хранении и адекватном использовании — вопрос безопасности людей.

— Неправильно хранящаяся селитра, например, уходит в почву с дождями, получается «переудобрение», а потом мы спрашиваем: откуда в овощах нитраты? Как раз оттуда. Если она попадает в воду, маленькие дети умирают от отравления водой с нитратами, — говорит Татьяна Тихомирова.

Она уверена, что людям в Бейруте сейчас непросто не только из-за разрушений или увечий, для некоторых взрыв может сказаться на здоровье.

— Если происходит такая катастрофа, у людей может ухудшиться самочувствие, ведь все это полетело в воздух. Возможен всплеск респираторных обострений, они, конечно, не будут смертельными, но точно неприятными для людей, у которых есть проблемы с легкими. В воздухе помимо того, что осталось от селитры, находятся пепел, стройматериалы, пыль, — говорит специалист.

Ломоносов Михаил Васильевич

Русские ученые химики не смогли бы работать в условиях отсутствия работ Ломоносова. Михаил Васильевич был родом из деревни Мишанинская (Санкт-Петербург). Родился будущий ученый в ноябре 1711 года. Ломоносов — химик-основатель, давший химии верное определение, ученый-естествоиспытатель с большой буквы, мировой физик и знаменитый энциклопедист. Научные работы Михаила Васильевича Ломоносова в середине 17-го века были близки к современной программе химико-физических исследований. Ученый вывел теорию молекулярно-кинетического тепла, которая во многом превосходила тогдашние представления о структуре материи. Ломоносов сформулировал много фундаментальных законов, среди которых был закон о термодинамике. Ученый основал науку о стекле. Михаил Васильевич первым открыл тот факт, что у планеты Венеры есть атмосфера. Он стал профессором химии в 1745 году, через три года, после того как получил аналоничное звание в физической науке.

Марковников Владимир Васильевич

Альберт Эйнштейн — умный весельчак

Это имя, пожалуй, известно каждому человеку с детства. Да и образ «сумасшедшего» ученого со взъерошенными волосами и высунутым языком вряд ли можно забыть. Немецкий ученый родился в 1879 году и за всю свою 76-летнюю жизнь написал более 300 научных работ, а также стал автором 150 книг и статей в области философии науки и истории. Будучи почетным доктором около 20 ведущих университетов мира, Альберт Эйнштейн сохранял отличное чувство юмора. Вот разве зануда мог бы сказать следующее:

Альберт Эйнштейн считается одним из основателей теоретической физики, ведь он разработал такие важные физические теории, как:

• теория относительности, о которой мы рассказывали в этом материале;
• эквивалентность массы и энергии E=mc²
• теория гравитации, которая тоже много раз нами упоминалась.

Альберт Эйнштейн — лауреат Нобелевской премии по физике 1921 года

О вкладе Альберта Эйнштейна в науку можно написать десятки толстых книг и снять много длинных фильмов. Этим, в принципе, человечество активно занимается и по сей день. Интересные факты об Эйнштейне можно узнать из статьи автора Hi-News.ru Ильи Хеля — вот знаете ли вы, что он изобрел насос и блузку? А одним из самых интересных фильмов о немецком ученом я считаю «Эйнштейн и Эддингтон» 2008 года — советую посмотреть.

И в жизни

Современный мир невозможно представить себе без химии. Мы постоянно пользуемся веществами с разными свойствами, даже не задумываясь об этом. Хотя самостоятельной наукой и отдельной дисциплиной ее признали в XVII—XVIII веках, до этого активно развивалась алхимия, упоминания о которой встречаются еще III веке. Да и в более ранние времена люди пытались объяснить те или иные явления. А первой лабораторией можно считать огонь, который первобытные люди научились зажигать самостоятельно. После этого началось развитие экспериментальной и практической химии, которая не имела теоретического обоснования. Но это не мешало нашим предкам воспользоваться ее плодами. Открытия совершались, некоторые из них были преждевременными, некоторые — случайными. Вот несколько интересных фактов из истории:

• Порох был изобретен в Китае и долгое время использовался только в мирных целях — для салютов и фейерверков.
• Спички были созданы случайно: в 1827 году аптекарь Джон Уокер забыл палочку, покрытую химической смесью, которая засохла. Пытаясь отчистить палочку, английский химик провел ей по полу, в результате вспыхнул огонь. Практичный англичанин тут же понял, как можно применить свое изобретение. А ведь еще в 1680 году физик Бойл показывал опыт с зажиганием палочки с серной головкой с помощью листка, покрытого фосфором. Удивительно, что человек, сформулировавший закон Бойля, не смог найти практического применения такому опыту.
• К случайным открытиям также можно отнести: антибиотики (Александр Флеминг), небьющееся стекло (Эдуард Бенедиктус), фосфор (алхимик Бранд Хенниг пытался получить золото из… человеческой мочи).
• Также случайно были открыты: вулканизированная резина (Чарлзом Гудьиром), йод (кот фармацевта Бернара Куртуа разбил приготовленные для опыта бутылки, в результате реакции на полу остался кристаллизованный йод). Заменитель сахара сукралоза: студент Шашикант Пхаднис плохо понял команду профессора и попробовал вещество, приготовленное для опыта (анг. test и taste звучат почти одинаково, но имеют абсолютно разные значения). И таких примеров немало.

Под Одессой мог произойти взрыв как в Хиросиме

Неудивительно, что после событий в Бейруте забеспокоились и украинцы – что происходит с хранением селитры в нашей стране? Буквально через пару дней после взрыва в Сети всплыла информация за 2018 год, мол, в Николаевском порту хранится более 3 т аммиачной селитры. Но в порту тут же отчитались — удобрение владельцы вывезли еще в начале 2019 года. А сегодня, 7 августа, правозащитник и юрист Денис Шкаровский опубликовал у себя в ФБ информацию, что под Одессой в порту «Южный» уже более двух лет стоит судно-зерновоз.

«Возле него под открытым небом — 10 тысяч тонн нитрата аммония. Это в 4 раза больше, чем взорвалось 5 августа в Бейруте», — пишет Шкаровский.

Украинский бизнесмен Андрей Ставницер, один из владельцев  портовой компании «Трансинвестсервис» (TIS),  в соцсетях историей о том, что ради безопасности, пришлось отказаться от огромных прибылей при работе с селитрой.

«Порт Бейрута уничтожен, более 100 человек погибли, 4 тысячи ранены, 300 тысяч ливанцев стали бездомными, ущерб оценивают в $3-5 миллиардов — это безумно страшные результаты взрыва всего лишь 2700 тонн селитры.

Я пишу “всего лишь”, потому,что хорошо помню время, когда на складах TIS одномоментно лежало по 200 тысяч тонн (!!!) аммиачной селитры. Когда-то мы с существенной прибылью для себя переваливали до 3 миллионов тонн в год. Этот груз приносил почти 30% всего нашего дохода в те времена. Но в 2008-м перестали. Совсем. Навсегда.

Мой отец, руководивший тогда компанией, дал указание прекратить работать с селитрой из соображений безопасности. При попадании очень небольшого количества дизельного топлива — а в порту его хватает — селитра превращается во взрывчатое вещество игданит. А еще у нас там рядом угольный терминал… Случись что, это была бы Хиросима».

И высока вероятность, что сообщения о подобных нарушениях техники безопасности будут появляться и дальше. Поэтому премьер-министр Дмитрий Шмыгаль распорядился проверить безопасность хранения аммиачной селитры на всех предприятиях, которые с ней работают, и складах.

По словам правозащитника Дениса Шкаровского, в порту «Южный» под открытым небом хранится 10 тысяч тонн нитрата аммония. Фото: Соцсети

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

По словам Валентина Казакова, взрывы, аналогичные ливанскому, происходили в разных странах — и в США, и во Франции, и в Литве, и в Китае.

В 2001 году случилось ЧП во Франции. Тогда на заводе удобрений взорвался склад, на котором хранилось 300 т аммиачной селитры. В радиусе 700 метров все было уничтожено. Тогда погиб 31 человек, были ранены 10 тысяч. Общие число пострадавших, включая тех, кто лишился дома или имущества, составило 85 тысяч человек.

В 2004 году в Китае на ж/д станции оборвавшийся электропровод упал на вагон с селитрой. Погиб 161 человек, более 1300 получили ранения.

В 2013 году в США произошел пожар на заводе с минеральными удобрениями, взорвались 60 т селитры.

И чем больше трагедий случалось, тем чаще в мире говорили о том, что нужно сделать это удобрение более безопасным, уверяет Казаков.

* К слову, самый известный теракт с использованием селитры произошел в Оклахома-Сити в 1995 году, когда у административного здания подорвали автомобиль, начиненный 2180 кг азотных удобрений. 168 человек погибли.

СПРАВКА «КП»

Нитрат аммония — соль азотной кислоты, которую впервые получил немецкий химик Иоганн Глаубер в 1659 году. Сегодня она используется как удобрение и взрывчатое вещество. При разложении легко воспламеняется. Самый большой рудник аммиачной селитры находится в пустыне Атакама в Чили. В Австралии, Китае, Афганистане, Ирландии и некоторых других странах свободная продажа нитрата аммония даже в виде удобрений запрещена или ограничена.

ИСТОРИЯ ВОПРОСА

Взрыв в столице Ливана Бейруте прогремел 4 августа. Не менее 135 человек погибли и более 4 тысяч получили ранения, 300 тысяч человек остались без жилья. Президент страны Мишель Аун заявил, что взорвались  2750 тонн нитрата аммония, небезопасно хранившегося на складе в порту Бейрута.  По заявлениям правительства. Ряд чиновников порта отправлены под домашний арест в ожидании результатов расследования.

Группа специалистов из Университета Шеффилда предварительно оценила мощность взрыва  в 1000-1500 тонн в тротиловом эквиваленте. Это около  10% взрывной мощности атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму в 1945 году.

Николай Николаевич Семёнов

Николай Семенов родился в 1896 году в г. Саратове в семье Елены и Николая Семеновых. В 1913 году Николай поступил в Петербургский университет на физико-математическую кафедру, где под наставлением известного российского физика Иоффе Абрама стал лучшим студентом на потоке. Николай Николаевич Семенов занимался изучением электрических полей. Он проводил исследования по прохождению электротока через газы, на основе чего была разработана теория теплового пробоя диэлектрика. Позже он выдвинул теорию о тепловом взрыве и горении газовых смесей. Согласно данному правилу, тепло, выделяемое при химической реакции, при соблюдении некоторых условий может привести к взрыву.