CC BY
26
УДК 372.854
https://doi.org/10.24411/2226-2296-2019-10301
Некоторые практические возможности современного изложения курса «Общая химия»
Э.М. Мовсумзаде12, Г.Ю. Колчина3, О.Ю. Полетаева1, Э.Х. Каримов4
1 Уфимский государственный нефтяной технический университет, 450062, г. Уфа, Россия ORCID: http://orcid.org/ 0000-0002-7267-135, E-mail: eldarmm@yahoo.com
ORCID: http://orcid.org/0000-0002-9602-0051, E-mail: ol612@mail.ru
2 Российский государственный университет имени А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство), 117997, Москва, Россия
3 Стерлитамакский филиал Башкирского государственного университета, 453103, г. Стерлитамак, Россия ORCID: http://orcid.org/0000-0003-2808-4827, E-mail: kolchina.GYu@mail.ru
4 Филиал Уфимского государственного нефтяного технического университета в г. Стерлитамаке, 453118, г. Стерлитамак, Россия ORCID: http://orcid.org/0000-0002-4224-4586, E-mail: karimov.edyard@gmail.com
Резюме: В работе рассмотрены основные направления возможностей современного представления курса классических предметов. Предлагается ведение курса «Общая химия» основывать на характеристике наиболее популярных, воспринимаемых и основных элементах, окружающих нашу жизнь.
Ключевые слова: общая химия, химические и физические процессы, вещество, естествознание, кислород, водород, физическое тело.
Для цитирования: Мовсумзаде Э.М., Колчина Г.Ю., Полетаева О.Ю., Каримов Э.Х. Некоторые практические возможности современного изложения курса «Общая химия» // История и педагогика естествознания. 2019. № 3. С. 5-10. DOI: 10.24411/2226-2296-2019-10301
SOME PRACTICAL FEATURES OF THE MODERN PRESENTATION OF THE COURSE "GENERAL CHEMISTRY" Eldar M. Mousumzade12, Galina Yu. Kolchina3, Olga Yu. Poletaeua1, Eduard Kh. Karimou4
1 Ufa State Petroleum Technological University, 450062, Ufa, Russia ORCID: http://orcid.org/ 0000-0002-7267-135, E-mail: eldarmm@yahoo.com ORCID: http://orcid.org/0000-0002-9602-0051, E-mail: ol612@mail.ru
2 Kosygin Russian State University (Technology. Design. Art), 117997, Moscow, Russia
3 Sterlitamak branch of the Bashkir State University, 453103, Sterlitamak, Russia ORCID: http://orcid.org/0000-0003-2808-4827, E-mail: kolchina.GYu@mail.ru
4 Sterlitamak branch of Ufa State Petroleum Technological University, 453118, Sterlitamak, Russia ORCID: http://orcid.org/0000-0002-4224-4586, E-mail: karimov.edyard@gmail.com
Abstract: The paper presents the main directions of possibilities of the modern presentation of the course of classical subjects. It is proposed to conduct the course "General Chemistry" based on the characteristics of the most popular, perceived and basic elements surrounding our life.
Keywords: general chemistry, chemical and physical processes, matter, natural science, oxygen, hydrogen, physical body. For citation: Movsumzade E.M., Kolchina G.YU., Poletaeva O.YU., Karimov E.CH. SOME PRACTICAL FEATURES OF THE MODERN PRESENTATION OF THE COURSE "GENERAL CHEMISTRY". History and Pedagogy of Natural Science. 2019, no. 3, pp. 5-10. DOI: 10.24411/2226-2296-2019-10301
Подобно физике, биологии и математике химия - основополагающая наука о природе, составляющая фундамент современного естествознания. Объектами исследования химической науки являются вещества, а точнее молекулы и атомы. В настоящее время известно более 114 видов химических элементов, которые, соединяясь между собой в различных соотношениях, последовательностях и количествах, образуют более 4 млн различных моле-
кул. Химия изучает строение веществ и процессы, происходящие при их взаимодействии друг с другом. Развитие человечества связано с различными природными явлениями, такими как горение, брожение, гниение и др. Практически все процессы человек сумел поставить себе на службу. С помощью огня при высоких температурах получали металлы из различных руд, а это привело к замене деревянных и каменных орудий труда на более совершен-
ные оружия и предопределило переход от каменного века к бронзовому и далее к железному. Надо также отметить, что одним из важных и первых металлов, используемых человеком, стала медь. Последняя встречается в природе в свободном виде и выплавляется из руд при сравнительно низких температурах. Однако она является слишком мягким материалом и в дальнейшем для придания твердости к ней стали добавлять олово, этот сплав в последующем
3 ■ 2019 История и педагогика естествознания
получил название - «бронза». После люди стали получать и обрабатывать железо, из которого изготавливали более прочные и легкие орудия [1].
Также хочется отметить, что такие процессы, как сплавление и спекание, привели к открытию и развитию гончарного и стекольного производства, а изделия из стекла появились за несколько тысячелетий до нашей эры. Поэтому в данной работе предложены исторические факты и события, которые объясняют появление и необходимость существования атомов, молекул, веществ и процессов в природе [2].
Окружающий нас мир характеризуется различными явлениями и веществами, подвергающимся постоянным изменениям. Так, испарение воды, разрушение горных пород, таяние снега, ржавление металлов, горение материалов и т.д. можно по некоторым признакам разделить на две группы -физические и химические. Химические явления, или химические реакции, или процессы, сопровождаются внешними эффектами, то есть изменениями [3]. Эти изменения сопровождаются сменой окраски, выпадением осадка, выделением газообразных веществ, тепла или света, появлением запаха. При химических реакциях исходные вещества превращаются в другие, новые вещества, отличающиеся своими свойствами. Примерами химических реакций, сопровождающихся выделением тепла и света, является горение горючих веществ (дров, бытового газа и др.), окисление магния кислородом воздуха. Осадок выпадает при пропускании углекислого газа (например, образующегося при дыхании) через известковую воду. Газообразное вещество (углекислый газ) будет выделяться в процессе взаимодействия соляной или уксусной кислоты с мрамором или школьным мелом. Высокая степень измельчения веществ, вступающих в химическую реакцию, и повышение температуры способствуют протеканию данных превращений. При физических изменениях вещества не превращаются в новые соединения, изменяется только их агрегатное состояние или меняется их форма [4].
Из науки «Естествознание» можно выделить два понимания: «вещество» и «физическое тело». «Вещество» представляет собой условно материал, из которого состоит или изготовлено физическое тело. Вещество характеризуется определенными свойствами, позволяющими отличить одни вещества от других, например цвет, запах, агрегатное состояние, плотность, ковкость, тепло- и электропроводность, растворимость, температура кипения и плав-
ления и др. [5]. Эти свойства позволяют отличать одно вещество от другого не только визуально, но и по запаху, на ощупь, а также при экспериментальном измерении параметров различными приборами. При одинаковых условиях (например, при температуре и давлении) физические тела, построенные из одного и того же вещества, будут обладать одинаковыми физико-химическими свойствами (цвет, плотность, температура плавления и кипения и др.). Например, различные изделия (физические тела) из стекла (лабораторная посуда, домашняя утварь, оконные стекла и др.), обладают очень схожими физическими свойствами: прозрачность, хрупкость, одинаковые значения температуры плавления и т.д. Вещество может изменять свои свойства в зависимости от внешних условий: температуры, давления и др. Так, вода при температуре от 0 до 100 °С - жидкость, выше 100 °С - газообразное вещество.
Все вещества состоят из атомов, молекул или ионов. Атом - это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Отдельный вид атомов является химическим элементом, которые обозначаются химическими знаками, представляющими собой начальные буквы латинских названий: О - охудетит -кислород; Н - hydrogenium - водород и т.д. Атомы элементов одинаковы, но отличны от атомов другого элемента.
Молекула - наименьшая частица вещества, обладающая его свойствами и состоящая из последовательно соединенных между собой атомов. Состав молекул обозначается химической формулой, содержащей химические знаки всех химических элементов, образующих молекулу. Индекс, изображенный внизу и справа от знака элемента, указывает на число атомов данного элемента, входящего в состав молекулы. Молекулы, атомы и ионы находятся в непрерывном движении. При химических явлениях (реакциях) молекулы претерпевают изменения, и из одних молекул образуются другие. При физических явлениях состав молекул остается неизменным.
Химическое искусство возникло в глубокой древности, и его трудно отличить от ремесла, потому что оно рождалось и у горна металлурга, и у чана красильщика, и у горелки стекольщика. Металлы стали основным естественным объектом, при изучении которого возникло понятие о веществе и его превращениях. Овладение процессом выплавки металлов из руд и выработка методов получения различных сплавов привели к постановке научных вопро-
сов о природе горения, сущности процессов восстановления и окисления. Ремесло, таким образом, рождало не только средства и методы удовлетворения жизненных потребностей человека. Оно будило разум. Первое завоевание на этом пути - желание понять скрытую природу вещей, обуславливающую цвет, запах, горючесть, ядовитость и многие другие их качества.
В античных глубинах мы находим истоки фундаментальных понятий химии (атом, элемент, соединения, структура) и попытки их синтеза, наиболее ярко отраженные в атомистике Эпикура-Лукреция (342-270 гг. до н.э.). Однако анализ показал, что античная химия неспособна была объединить такие основные понятия химического знания, как атом и элемент. Античное мышление принципиально не могло соединить представления об атомах с процессом их взаимодействия и образованием химического соединения, поскольку свойства образуемого химического соединения не являются суммой свойств составляющих его компонентов. Так возникло глубокое противоречие: образование химического соединения требовало утраты индивидуальности атома, но атом (античный) не мог утратить эту индивидуальность, ибо он неизменен и вечен. Разобщение учений об элементах и атомах оказалось роковым для развития химии в ту эпоху. Это разобщение было обусловлено разобщением теории и практики [6].
В Средние века из двух одновременно существовавших атомистических учений Демократа - Эпикура и Аристотеля о началах именно последнее было принято химиками. Учение Аристотеля привлекало своей простотой и законченностью. Оно открывало простор для химических опытов. Данные о превращении веществ, как тогда казалось, с очевидностью подтверждали его правильность. Опыт показал, что при химических операциях одно вещество, обладающее определенными свойствами, превращается в другое, с иными свойствами. Поэтому не было никаких оснований отвергать аристотелевскую точку зрения и становиться на позицию Демокрита и Эпикура с их вечными и постоянными атомами. Кроме того, оставалось неясно, как из бесцветных, лишенных запаха и вкуса невидимых частиц получается вещество, обладающее цветом, вкусом и запахом.
Теоретические представления древнегреческих натурфилософов, с одной стороны, и эмпирическая разработка практических приемов в древних химических ремеслах, с другой, казалось бы, подготовили почву для возникновения научной химии. Между тем 15 веков
История и педагогика естествознания
3■2019
разделяют химию древних и химию как науку XШ-XVI веков. Потребовалась длительная работа для того, чтобы безграничная вера в полную взаимопревращаемость вещества рухнула под напором практики алхимиков.
Античная наука о веществе на пути к науке Бойля-Лавуазье нуждалась, следовательно, в посреднике - в алхимии, осуществившей своеобразный синтез ремесленной и натурфилософской традиций античной поры. Переформулированные в алхимические начала первоэлементы Аристотеля обретают в руках алхимиков новую жизнь в виде телесных, химически обрабатываемых вещественных объектов.
Алхимия, таким образом, является тем самым исторически необходимым, логически закономерным «горном», в котором странным, неповторимым образом осуществилась «переплавка» ремесла и умозрительной натуральной философии, размышляющей над веществом.
В результате и ремесло, и натуральная философия к XV-XVI векам стали совершенно другими. Осуществились кардинальные преобразования химических ремесел в систему химической технологии (Бирингуччо, Агрикола, Палиссии), а схоластико-мистических умозрений по поводу вещества - в атом-но-молекулярное учение XVM-XVNI веков (Бойль, Лавуазье, Дальтон).
Именно такой подход дает возможность представить становление учения о химических элементах Бойля как органический и закономерный итог развития предшествующих химических знаний. Данный подход позволяет понять алхимию как совершенно необходимое прошлое новой химии, выполнившее свое историческое предназначение своеобразного посредника между великими умами древности и не менее великими испытателями природы XVII столетия.
Запросы образующихся новых производств обусловили многие научные изыскания и технические изобретения. До этого опытные данные, получаемые ремесленниками, как правило, не обобщались и не описывались. В своем индивидуальном деле они порой достигали поразительных результатов (краски древности, керамика, обливные облицовочные плитки, булатная сталь), однако строго сохраняемая профессиональная тайна оставалась долгое время скрытой в мастерской умельца-одиночки. Но когда в XIV-XVI веках на металлургических и горных предприятиях, на красильных и стекольных фабриках начали возникать специализированные корпорации мастеров, потребовался более широкий
обмен опытом. В результате экономической конкуренции технологический рецепт превращался в объект торговли. Отдельные технические усовершенствования и открытия, сделанные в результате проб, наугад, смогли стать не игрой случайности, а плодом научных изысканий только с помощью теории. Как говорил Р. Бекон, «правильно же открытые и установленные аксиомы вооружают практику не поверхностно, а глубоко и влекут за собой многочисленные ряды практических приложений».
Анализ зарождения и развития химических знаний приводит к определенному выводу, что истоками и основой накопления фактического материала в химии служили три области ремесленной технической химии: высокотемпературные процессы (керамика и особенно металлургия); фармация и парфюмерия; получение красителей и техника крашения. Сюда же следует добавить использование биохимических процессов, в частности брожение, для переработки органических веществ. Эти же важнейшие области практической и ремесленной химии получили свое начальное развитие еще в эпоху рабовладельческого общества во всех цивилизованных образованиях древности, в частности в Средней и Ближней Азии, Северной Африке и на территориях, расположенных по берегам Средиземного моря. Крупнейшим среди таких государств в Северной Африке был Египет, додинастическая государственность которого фиксируется с V тысячелетия до н.э., а первая династия - с 3400 г. до н.э. В III тысячелетии до н.э. в Междуречье (Месопотамия) возникли крупные рабовладельческие государства - Ур, несколько позже Ассирия и Вавилония. Рабовладельческий уклад жизни способствовал образованию на территории Междуречья крупных городов, явившихся средоточием ремесел и культурной жизни. В условиях рабовладельческого строя и возникли ремесленные производства. В отличие от первобытного общества, в котором отсутствовала какая-либо специализация производства и все операции производственного цикла выполнялись одним человеком, в рабовладельческом уже можно отметить появление специалистов-ремесленников, в совершенстве овладевших техникой изготовления определенных изделий или даже определенной производственной операцией.
Значительные достижения ремесленной техники рабовладельческой эпохи можно отметить в отдельных крупных отраслях производства, в особенности в области металлургии, ткацкого мастерства и крашения тканей,
изготовления художественной керамики, производства фармацевтических и парфюмерных средств, в строительной технике и других областях, особенно связанных с постройками и украшением дворцов и других грандиозных сооружений.
В ремесленной технике стран Древнего мира много общего. Это объясняется не только торговыми и культурными связями, существовавшими между отдельными государствами, или, напротив, военными столкновениями, но и общими путями освоения ремесел, одновременностью изобретения в разных странах одних и тех же приемов ремесленного мастерства, объясняющихся одинаковым уровнем состояния производительных сил и технических возможностей.
В рабовладельческом обществе происходило довольно быстрое расширение сведений о металлах, их свойствах, способах их выплавки из руд и, наконец, об изготовлении различных сплавов, получивших большое техническое значение. Достижения ремесленных металлургов древности стали основой металлургической техники всего Средневековья. Лишь в Новое время в старинные методы выплавки металлов, особенно в технику получения железа, были внесены существенные усовершенствования, относящиеся к металлургии.
Но в области техники крашения и производства красок в древности для наскальной и стенной живописи в качестве малярных красок и в других целях широко использовались некоторые минеральные краски. Для окраски тканей, а также косметических целей применялись растительные и животные краски. Для наскальной и стенной живописи в Древнем Египте употреблялись земляные краски, а также искусственно полученные окрашенные окислы и другие соединения металлов. Особенно часто применяли охру, сурик, белила, сажу, растертый медный блеск, окислы железа и меди и другие вещества.
Древнеегипетская лазурь, изготовление которой было позднее (I век н.э.), описанная Витрувием, состояла из песка, прокаленного в смеси с содой и медными опилками в глиняном горшке. Для глазурей, наносимых на керамические, в том числе фаянсовые изделия, также применялись окрашенные соединения меди, в частности малахит и азурит, смешанные с содой, а иногда и с тонко растертым песком и другими компонентами. Синяя глазурь, окрашенная медью, зафиксирована в изделии, относящемся приблизительно к 2800 году н.э. В ряде изделий, относящихся к более позднему времени (около 1500 года
3■2019
История и педагогика естествознания
до н.э.), в составе стекла был обнаружен кобальт. С начала I тысячелетия до н.э. египтяне использовали свинцовую глазурь, дававшую желтые и зеленоватые цвета. В глубокой древности в Передней Азии и Египте население использовало растворимые природные красители. В качестве источников красителей использовались растения: ал-кана, вайда, куркума, сафлор, а также некоторые животные организмы [7].
Если говорить об окружающем мире, то первично необходимо отметить воздушный мир, который позволяет существовать человечеству. Растительный и животный мир также своим существованием и процветанием обязан воздушному и морскому океану, питающему все живое, населяющее земной шар. И конечно, кислород является основным элементом, который определяет все живое на земле. В этом случае изучение предмета, вероятно, интересно было бы начать именно с такого важного для жизни и понятного, доступного для людей элемента. И если начинать с изучения химии как науки о химических элементах и их соединениях, то следует обратить внимание на простые и сложные вещества. Здесь надо говорить о соединениях водорода с углеродом, углерода с водородом, которые являются веществами органической химии. Итак, кислород мы хотели бы представить как первый элемент, привлекаемый своей важностью, но представляющий VI группу главной подгруппы. Эта подгруппа начинается с кислорода и завершается полонием.
Кислород был открыт в 1774 году Дж. Пристли. Уже само название в переводе с греческого говорит о его значении в природе: «рождающий кислоты». Он является самым распространенным элементом на земле, массовая доля в земной коре составляет 47,2%. В свободном виде кислород входит в состав воздуха, где его доля составляет 21%. Он входит в состав многих природных неорганических веществ (вода, оксиды, гидроксиды, соли) и органических веществ, входящих в состав животных и растительных организмов (белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты). Существуют две аллотропные модификации кислорода: это собственно кислород (О2) и озон (О3).
Кислород - это газ без цвета, запаха и вкуса. Жидкий и твердый кислород имеют голубую окраску. Он умеренно растворим в воде, при атмосферном давлении и температуре 20 °С массовая доля кислорода составляет 0,004%, что вполне достаточно для дыхания животных, обитающих в воде.
Молекула кислорода состоит из двух атомов, соединенных между собой двой-
ной связью. Энергия диссоциации молекулы на атомы значительно меньше, чем в молекуле азота, поэтому кислород обладает высокой реакционной способностью, которая возрастает при нагревании. Он образует соединения со всеми элементами, кроме инертных газов (Не, №, Аг). В силу высокой электроотрицательности в химических соединениях кислород притягивает к себе электроны и поэтому имеет степень окисления -2. При нагревании или в присутствии катализаторов кислород взаимодействует с большинством простых веществ, при этом во всех случаях кислород выступает как окислитель (исключение составляет реакция с фтором):
S + 02 ^ SO2,
С + о2 ^ со2,
2Н2 + 02 ^ 2Н20.
При взаимодействии с металлами кислород образует оксиды и перокси-
ды:
2Са + 02 ^ 2СаО,
3Fe + 202 ^ Fe3O4 ^еО, Fe2O3),
2Na + 3О2 ^а2О2.
Кислород реагирует со сложными веществами и выступает как окислитель:
2Н^ + 3О2 ^ 2SO2 + 2Н2О, 4NH3 + 3О2 ^ 6Н2О + 2^.
С органическими веществами кислород взаимодействует с выделением энергии (реакция горения):
CH4 + O2 ^ CO2 + 2H2O, 2HC=CH + O2 ^ 4CO2 + 2H2O.
Кислород в промышленности получают путем сжижения воздуха, разделения жидкой смеси газов на отдельные компоненты либо электролиза воды. Лабораторным же методом получения является реакция разложения некоторых солей при нагревании:
2KClO3 ^ KCl + 3O2, 2KMnO4 ^ K2MnO4+ MnO2 + O2.
Кислород имеет широкое применение в различных отраслях промышленности. Его значение в медицине, сельском хозяйстве, химической и металлургической отрасли трудно переоценить. Так, в химической промышленности кислород используется при производстве серной и азотной кислот, при производстве метанола, ацетилена, альдегидов и кислот.
Самое главное, почему кислород привлекает к себе внимание - это то,
что все живое на земле дышит им и пьет воду, без него невозможна жизнь.
Вода - прозрачная жидкость без цвета и запаха, максимальная плотность при 4 °С равна 1,0 г/см3. Температура плавления - 0 °С, кипения - 100 °С. Вода обладает высокой теплоемкостью и низкой электропроводностью, является хорошим растворителем многих веществ. Вода достаточно реакцион-носпособное вещество: при обычной температуре реагирует с щелочными и щелочноземельными металлами, а с другими металлами реагирует при высоких температурах:
2 Na+ 2H2O ^ 2NaOH + H2,
3Fe + 4H2O ^ FeO + Fe2O3 + 4H2.
Важно отметить, что с основными оксидами вода при комнатной температуре образует основание, а с кислотными дает кислоты.
С основными оксидами:
Na2O + H2O ^ 2NaOH, CaO + H2O ^ Ca(OH)2.
C кислыми оксидами:
SO3 + H2O ^ H2SO4, CO2 + H2O ^ H2CO3.
Характерному процессу гидролиза могут подвергаться неорганические и органические вещества. Гидролизу подвергаются соли, образованные сильной кислотой и слабым основанием, слабой кислотой и сильным основанием, а также образованные слабой кислотой и слабым основанием:
AlCl3 + H2O ^ AlCl2OH + HCl, CH3Cl + H2O ^ CH3OH + HCl.
Вода может присоединяться к органическим веществам, содержащим двойные и тройные связи. Подобные реакции называются гидратацией:
СН2=СН2 + Н2О ^ СН3-СН2ОН.
При растворении многих веществ в воде (например, солей, кислот, оснований) вокруг них образуется оболочка из молекул воды, представляющие собой комплексы - гидратами. После кристаллизации часть молекул воды сохраняется в составе комплекса и образуется кристаллогидрат:
+ 5Н2О ^ CuSO4 ■ 5Н2О, NaOH + Н2О ^ NaOH ■ Н2О.
Связь и взаимодействие кислорода с веществами окружающей среды наблюдаются практически повсеместно, а вот результаты привлекательны и от-
История и педагогика естествознания
3■2019
крывают достаточно интересные явления. Наиболее интересной и большой природной активностью кислорода является его соединение с водородом -вода. Говоря о кислороде, водород -первый элемент, который с кислородом образует вещество.
Основными задачами неорганической химии является установление строения химических элементов и их соединений, изучение химических реакций и реакционной способности веществ, разработка методов получения и очистки веществ.
Водород, так же как и кислород, один из самых распространенных элементов во вселенной. Водород составляет почти половину массы Солнца и других звезд, присутствует в атмосфере и составе ряда планет, комет и газовых туманностей. Источником энергии в большинстве звезд, в том числе и Солнца, является непрерывное образование атомов гелия из атомов водорода. Из гелия в дальнейшем образуются другие, более тяжелые элементы, например Ве, С, Fe и др. Массовая доля водорода в земной коре в силу низкой атомной массы составляет лишь 0,15%, однако 95% всех известных химических веществ содержат водород. Водород входит в состав растительных и животных организмов, в состав углей, нефти и, конечно, воды. Водород - первый элемент в периодической системе. Вокруг ядра, состоящего из одного протона и имеющего заряд +1, вращается по s-орбитали один электрон. Поэтому, отдавая в реакциях этот электрон более электроотрицательным элементам,
атом водорода может проявлять степень окисления +1 в таких соединениях, как H2O, HCl, NH3, CH4. Именно в этих соединениях, то есть при образовании химических связей водорода с металлами образуются ковалентные связи, а для завершения электронного слоя водороду не хватает одного электрона, поэтому в соединениях с металлами он принимает электрон и проявляет степень окисления -1, в соединениях типа NaH, CaH2.
Водород в промышленности получают каталитическим восстановлением водяного пара при 800 °С на никелевом катализаторе:
CH4 + H2O ^ CO + 3H2.
Также возможно его получение путем электролиза воды:
2H2O ^ 2H2 + O2, 2H2O + 2е ^ H2 + 2OH,
газификации твердых топлив (уголь, торф, сланцы):
C+ H2O ^ CO + H2, t = 1000 °C,
конверсии СО водяным паром при 500 °С в присутствии катализатора
Fe2O3:
CO+ H2O ^CO2 + H2.
В химической промышленности водород используется для синтеза аммиака, хлористого водорода, а также для органических веществ. При сварке и резке металлов используется горение водорода с кислородом, при этом температура составляет 2600 °C; во-
дород является восстановителем в процессе получения металлов (железо, вольфрам, молибден). В атомной энергетике нашли применение изотопы водорода - дейтерий и тритий. Таким образом, самым легким из известных газов без цвета и запаха, растворимых в воде, органических растворителях, в расплавленных металлах, особенно в платине и палладии, является водород, также характеризуемый малой поляризуемостью и, следовательно, трудно сжижаемый.
При нагревании водород взаимодействует с металлами с образованием гидридов:
H2 + 2Na ^ 2NaH,
H2 + Ca ^ CaH2.
Как простое вещество в свободном состоянии водород существует в виде двухатомных молекул. Связь между атомами ковалентная неполярная. Водород отличается большой прочностью, малой поляризуемостью, небольшими размерами и массой, поэтому большой подвижностью [8].
Таким образом, представленные, на наш взгляд, первые элементы химии в природе и значительно более важные на планете действительно являются самыми востребованными природой составляющими известных веществ. Поэтому понятия, знания и восприятия данных соединений, а возможно и преподавание предмета «Общая химия» надо начинать с ознакомления с этими элементами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Современные педагогические технологии в гуманитарно-ориентированном техническом образовании: метод. пособие / авт.-сост.: Л.С. Колодкина, У.С. Серикова. Ижевск: КнигоГрад, 2013. 80 с.
Мовсумзаде Э.М., Сыркин А.М. От древней химии до современной нефтепереработки. Уфа: УГНТУ, 2000. 211 с.
Мовсумзаде Э.М. Гуманитаризация инженерно-технического образования. М.: Современный университет, 2007. 99 с.
Иванов В.Г., Гева О.Н. Основы химии. М.: Курс, 2014. 555 с.
Барановский В.И. Квантовая механика и квантовая химия. М.: Академия, 2008. 384 с.
Мовсумзаде Э.М. Педагогическое образование в непедагогических вузах. М.: РАО, 2003. 40 с.
Мовсумзаде Э.М., Колодкина Л.С., Серикова У.С., Черноглазкин С.Ю. Гуманитаризация нефтяного образования. Ижевск: КнигоГрад, 2013. 156 с.
Иванов В.Г., Гева О.Н. Основы химии. М.: КУРС ИНФРА, 2014. 555 с.
REFERENCES
Kolodkina L.S., Serikova U.S. Sovremennyyepedagogicheskiye tekhnologii vgumanitarno-oriyentirovannom tekhnicheskom obrazovanii [Modern pedagogical technologies in a humanitarian-oriented technical education]. Izhevsk, KnigoGrad Publ., 2013. 80 p.
Movsumzade E.M., Syrkin A.M. Ot drevney khimii do sovremennoy neftepererabotki [From ancient chemistry to modern refining]. Ufa, UGNTU Publ., 2000. 211 p.
Movsumzade E.M. Gumanitarizatsiya inzhenerno-tekhnicheskogo obrazovaniya [The humanization of engineering education]. Moscow, Sovremennyy universitet Publ., 2007. 99 p.
Ivanov V.G., Geva O.N. Osnovy khimii [Fundamentals of Chemistry]. Moscow, Kurs Publ., 2014. 555 p.
Baranovskiy V.I. Kvantovaya mekhanika ikvantovaya khimiya [Quantum mechanics and quantum chemistry]. Moscow, Akademiya Publ., 2008. 384 p. Movsumzade E.M. Pedagogicheskoye obrazovaniye vnepedagogicheskikh vuzakh [Pedagogical education in non-pedagogical universities]. Moscow, RAO Publ., 2003. 40 p.
Movsumzade E.M., Kolodkina L.S., Serikova U.S., Chernoglazkin S.YU. Gumanitarizatsiya neftyanogo obrazovaniya [The humanization of oil education]. Izhevsk, KnigoGrad Publ., 2013. 156 p.
Ivanov V.G., Geva O.N. Osnovy Khimii [Fundamentals of Chemistry]. Moscow, KURS INFRA Publ., 2014. 555 p.
3-2019
История и педагогика естествознания
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ / INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Мовсумзаде Эльдар Мирсамедович, д.х.н., проф., чл.-корр. РАО,
советник ректора, Уфимский государственный нефтяной технический
университет, Российский государственный университет имени
А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство).
Колчина Галина Юрьевна, к.х.н., доцент кафедры химии и химической
технологии, Стерлитамакский филиал Башкирского государственного
университета.
Полетаева Ольга Юрьевна, д.т.н., проф. кафедры гидрогазодинамики трубопроводных систем и гидромашин, Уфимский государственный нефтяной технический университет.
Каримов Эдуард Хасанович, к.х.н., доцент, Филиал Уфимского государственного нефтяного технического университета в г. Стерлитамак.
Eldar M. Movsumzade, Corresponding Member Russian Academy of education, Dr. Sci. (Chem.), Prof., Adviser to the Rector, Ufa State Petroleum Technological University, Kosygin Russian State University (Technology. Design. Art).
Galina YU. Kolchina, Cand. Sci. (Chem.), Assoc. Prof. of the Department of Chemistry and Chemical Technology, Sterlitamak branch of the Bashkir State University.
Olga YU. Poletaeva, Dr. Sci. (Tech.), Prof. of the Department of Hydraulic and Gas Dynamics of Pipeline Systems and Hydraulic Machines, Ufa State Petroleum Technological University.
Eduard KH. Karimov, Cand. Sci. (Chem.), Assoc. Prof., Sterlitamak branch of Ufa State Petroleum Technological University.
fig
История и педагогика естествознания
3■2019
