Kemija je svuda oko nas
- razlikovati prirodne znanosti
- izreći definiciju kemije
- izreći definiciju pokusa
- objasniti povijesni razvoj kemije (drevne civilizacije, alkemija, suvremena kemija, kemijska industrija, ekologija)
- navesti prednosti i opasnosti daljnjeg razvoja kemijske industrije
- prepoznati važnost kemije u suvremenom životu.
Uvod
Ljudi su sami po sebi znatiželjni.
Još u drevnoj prošlosti pokazivali su veliku snalažljivost i domišljatost.
Istraživali su prirodu i otkrili rješenja koja su im olakšala život.
Tako su naučili kako zapaliti vatru, skuhati hranu, napraviti ljekoviti pripravak.
Uvod
Ljudi su sami po sebi znatiželjni. Još u drevnoj prošlosti pokazivali su veliku domišljatost. Istraživali su prirodu i otkrili rješenja koja su im olakšala život. Tako su naučili kako zapaliti vatru, skuhati hranu, napraviti ljekoviti pripravak ili dobiti metal.
Rani razvoj kemije
Od pračovjeka pa sve do danas znanje i iskustva o tvarima prikupljala su se i prenosila generacijama. S vremenom su se prirodne pojave počele sustavno izučavati, što je dovelo do razvoja prirodnih znanosti.
Što proučava kemija?
- građu,
- svojstva
- i promjene tvari.
Razvoj kemije u Europi
Kemija se u Europi počela razvijati u 13. stoljeću iz arapske
U alkemiji su se miješale znanost i magija.
Alkemičari su tragali za kamenom mudraca kojim su željeli
neplemenite metale pretvoriti u zlato.
Tragali su za eliksirom života koji bi ljudima osigurao vječnu mladost.
Europski plemići držali su alkemičare na svojim dvorovima
nadajući se da će im njihova otkrića priskrbiti bogatstvo i slavu.
U svom radu alkemičari su otkrili brojne kemijske spojeve
i njihove postupke dobivanja.
Svojim bogatim iskustvom pridonijeli su razvoju suvremene kemije.
Više informacija o prirodnim znanostima možete pronaći u jedinici 1.1 Što je biologija i zašto je učimo? u DOS-u Biologija 1.
Što proučava kemija?
Razvoj kemije u Europi
Kemija se u Europi počela razvijati u 13. stoljeću iz arapske
Veliki francuski znanstvenik A. L. Lavoisier (Lavoazje)
postavio je temelje kemije u 18. stoljeću .
Uveo je mjerenje u kemijsko istraživanje.
Temelje suvremene kemije postavio je potkraj 18. stoljeća francuski kemičar Antoine Laurent Lavoisier koji je u kemijsko istraživanje uveo metodu mjerenja.
Antoine Laurent Lavoisier
Veliki francuski znanstvenik Antoine Laurent Lavoisier (1743. – 1794.)
postavio je temelje suvremene kemije.
Rodio se 26. kolovoza 1743. godine u Parizu.
Razvio je mnoge metode za istraživanje kemijskih procesa
i njihovo kvantitativno praćenje.
Godine 1789. objavio je knjigu pod naslovom Osnove kemije
po novom sustavu i prema suvremenim otkrićima.
U toj je knjizi Lavoisier objasnio gorenje,
zagonetku koja je stoljećima mučila znanstvenike.
Uveo je vaganje kao metodu rada u kemiji
te je uporabom vage u eksperimentima došao do svojih otkrića.
A. L. Lavoisier proslavio se opovrgavanjem flogistonske teorije.
Na stručnim mrežnim stranicama istražite što je flogistonska teorija
i kako je ”otac suvremene kemije” pobio njezine postavke.
Antoine Laurent Lavoisier
Veliki francuski znanstvenik Antoine Laurent Lavoisier (1743. – 1794.) koji je postavio temelje suvremene kemije rodio se 26. kolovoza 1743. godine u Parizu. Razvio je mnoge metode za istraživanje kemijskih procesa i njihovo kvantitativno praćenje. Godine 1789. objavio je knjigu pod naslovom Osnove kemije po novom sustavu i prema suvremenim otkrićima. U toj je knjizi Lavoisier objasnio gorenje, zagonetku koja je stoljećima mučila znanstvenike. Uveo je vaganje kao metodu rada u kemiji te je uporabom vage u eksperimentima došao do svojih otkrića.
A. L. Lavoisier proslavio se opovrgavanjem flogistonske teorije. Na stručnim mrežnim stranicama istražite što je flogistonska teorija i kako je ”otac suvremene kemije” pobio njezine postavke.
Od 18. stoljeća kemija se jako razvila.
Dobiveni su mnogi korisni materijali kao što su plastika, deterdženti, antibiotici.
Od tada do danas zahvaljujući dostignućima iz kemije razvila se kemijska industrija za proizvodnju tvari koje nalaze široku primjenu u svakodnevnom životu. U gotovo tri stoljeća postignut je brz tehnološki napredak, dobiveni su mnogi korisni materijali kao što su plastika, deterdženti, antibiotici i dr. Poboljšali su se postupci u proizvodnji koji se danas temelje na znanstvenim istraživanjima, a suvremeni kemijski procesi računalno su vođeni.
Primjena kemije u uzgoju biljaka
Mnogi prehrambeni proizvodi prolaze složenu kemijsku obradu
prije nego što završe na policama trgovina.
Pronađi podatke na stručnim mrežnim stranicama ili literaturi
o tome kako uporaba gnojiva i sredstava za zaštitu biljaka
pridonosi boljem urodu.
Izdvojite pozitivne i negativne strane uporabe tih tvari
u uzgoju biljaka.
Nađene podatke pribilježite i izvijestite o tome u razredu tako što možete izraditi plakat s pomoću digitalnog alata Piktochart.
Primjena kemije u uzgoju biljaka
Mnogi prehrambeni proizvodi prolaze složenu kemijsku obradu prije nego što završe na policama trgovina. Pokušajte u literaturi ili na stručnim mrežnim stranicama pronaći podatke o tome kako uporaba gnojiva i sredstava za zaštitu biljaka pridonosi boljem urodu.
Izdvojite pozitivne i negativne strane uporabe tih tvari u uzgoju biljaka. Nađene podatke pribilježite i izvijestite o tome u razredu tako što možete izraditi plakat s pomoću digitalnog alata Piktochart.
Dan bez proizvoda kemijske industrije
Razmislite i opišite kako bi izgledao jedan dan u vašem životu
bez blagodati temeljenih na kemijskim znanjima.
Započnite od jutarnje higijene!
Istražite gdje sve kemija ima svoje “prste”.
Dan bez proizvoda kemijske industrije
Razmislite i opišite kako bi izgledao jedan dan u vašem životu bez blagodati temeljenih na kemijskim znanjima. Započnite od jutarnje higijene! Istražite gdje sve kemija ima svoje “prste”.
Na žalost, kemiju katkad povezujemo i s nekim lošim iskustvima koja se događaju oko nas.
Kemija je eksperimentalna znanost
Vanjski svijet zamjećujemo osjetilima.
Poznato je da je zlato žuto, šećer sladak, a sol topljiva u vodi.
Te spoznaje stekli smo promatranjem i zamjećivanjem.
Pojave koje promatramo nastojimo objasniti.
Pri objašnjavanju često postavljamo različite pretpostavke
koje želimo potvrditi.
Kemičari svoje pretpostavke potvrđuju izvođenjem pokusa,
eksperimentiranjem.
Pokus ili eksperiment je namjerno izazivanje nekih promjena
u određenim uvjetima radi njihova praćenja i proučavanja.
Kemijski pokusi često zahtijevaju različita mjerenja.
Pri praćenju tijeka pokusa koristimo se osjetilima
ili različitim mjernim instrumentima.
Na temelju rezultata pokusa potvrđujemo
ili odbacujemo pretpostavke i donosimo zaključke.
Rezultati pokusa omogućuju upoznavanje pojava i procesa u prirodi.
Zaključci i spoznaje kemičare često dovode do otkrića
koja imaju primjenu u različitim djelatnostima.
Otkrića koriste pri dobivanju novih tvari
koje osiguravaju bolji i ugodniji život.
Kemija je eksperimentalna znanost jer spoznaje i zakonitosti
temelji na rezultatima eksperimenata ili pokusa.
Kemija je eksperimentalna znanost
Vanjski svijet zamjećujemo osjetilima. Poznato je da je zlato žuto, šećer sladak, a sol topljiva u vodi. Te spoznaje stekli smo promatranjem i zamjećivanjem. Pojave koje promatramo nastojimo objasniti. Pri objašnjavanju često postavljamo različite pretpostavke koje želimo potvrditi. Kemičari svoje pretpostavke potvrđuju izvođenjem pokusa, eksperimentiranjem.
Pokus ili eksperiment je namjerno izazivanje nekih promjena u određenim uvjetima radi njihova praćenja i proučavanja.
Kemijski pokusi često zahtijevaju različita mjerenja. Pri praćenju tijeka pokusa koristimo se osjetilima ili različitim mjernim instrumentima. Na temelju rezultata pokusa potvrđujemo ili odbacujemo pretpostavke i donosimo zaključke. Rezultati pokusa omogućuju upoznavanje pojava i procesa u prirodi.
Zaključci i spoznaje kemičare često dovode do otkrića koja imaju primjenu u različitim djelatnostima ili pri dobivanju novih tvari koje osiguravaju bolji i ugodniji život.
Kemija je eksperimentalna znanost jer spoznaje i zakonitosti temelji na rezultatima eksperimenata ili pokusa.
Što se može uočiti tijekom pokusa?
Tijekom pokusa možemo uočiti:
- promjene u boji tekućine,
- pojavu taloga,
- pojavu plamena.
Promjene pratimo i bilježimo.
Na kraju donesemo zaključak (opišemo što se dogodilo).
Pokus koji izvodi učitelj naziva se demonstracijski pokus.
Za pokuse se koristi uzorak.
Što se može uočiti tijekom pokusa?
Kod praćenja pokusa treba uključiti osjetila, zamijetiti promjene, zabilježiti uočeno i donijeti zaključak.
Često će tvari tijekom pokusa mijenjati boju, u tekućini će možda nastajati mjehurići ili će se pojaviti talog. Kod nekih pokusa ponekad se može pojaviti i plamen. Uočene promjene moraju se zabilježiti, a kada je to moguće, i prikazati jednostavnim crtežom.
Pozorno promatrajte promjene tijekom pokusa bilo da ga izvodi učitelj ili ga izvodite sami.
Pokus koji izvodi učitelj, a učenici pozorno promatraju naziva se demonstracijski pokus.
Za pokuse se obično koristi mala količina tvari koja se naziva uzorak.
Prikažimo najprije nekoliko jednostavnih pokusa i uočimo karakteristične promjene.
Znanstvena metoda
Kemičari u svojim istraživanjima primjenjuju znanstvenu metodu rada.
Ona uvijek obuhvaća točno određene etape.
Znanstvena metoda je put i način znanstvenog propitivanja
istraživanog problema koji rezultira odgovorom.
Znanstveno istraživanje počinje odabirom problema koji vrijedi istražiti
i postavljanjem istraživačkog pitanja.
Na temelju svojega znanja ili dostupnih podataka
iz znanstvene literature,
znanstvenik pretpostavlja moguće odgovore.
Te možebitne odgovore nazivamo pretpostavkama ili hipotezama.
Hipoteze se provjeravaju eksperimentom.
Svaki eksperiment uključuje:
- uočavanje,
- mjerenje
- i matematičku provjeru.
Nepotvrđene pretpostavke se odbacuju, a preostale provjeravaju.
Kad odbaci sve netočne pretpostavke, znanstvenik donosi zaključke.
Nakon brojnih provjera potvrđenih pretpostavki,
utvrđuju se znanstvene zakonitosti
ili se razvijaju znanstvene teorije.
Ponekad su znanstvena otkrića slučajna.
Otkriće najlona 1930. godine primjer je neočekivanog ishoda
eksperimenta sinteze umjetnih vlakana u američkoj tvrtki DuPont.
Znanstvena metoda
Kemičari u svojim istraživanjima primjenjuju znanstvenu metodu rada. Ona uvijek obuhvaća točno određene etape.
Znanstvena metoda je put i način znanstvenog propitivanja istraživanog problema koji rezultira odgovorom. Znanstveno istraživanje počinje odabirom problema koji vrijedi istražiti i postavljanjem istraživačkog pitanja. Na temelju vlastita znanja ili dostupnih podataka iz znanstvene literature, znanstvenik pretpostavlja moguće odgovore. Te možebitne odgovore nazivamo pretpostavkama ili hipotezama. Hipoteze se provjeravaju eksperimentom. Svaki eksperiment uključuje uočavanje, mjerenje i matematičku provjeru. Nepotvrđene pretpostavke se odbacuju, a preostale provjeravaju. Kad odbaci sve netočne pretpostavke, znanstvenik donosi zaključke. Nakon brojnih provjera potvrđenih pretpostavki, utvrđuju se znanstvene zakonitosti ili se razvijaju znanstvene teorije.
Više informacija o znanstvenoj metodi možete pronaći u jedinici 1.2 Istraživanja u biologiji – kreiranje pokusa u DOS-u Biologija 1.
Neka su se znanstvena otkrića dogodila jer je eksperiment krenuo u nepredviđenom smjeru. Nakon što donese zaključke znanstvenik može točno predvidjeti što će se zbiti ako se pokus ponovi pod istim uvjetima. Otkriće najlona 1930. godine primjer je neočekivanog ishoda eksperimenta sinteze umjetnih vlakana u američkoj tvrtki DuPont. Najlon je materijal koji se naziva i umjetna svila, a tijekom Drugog svjetskog rata korišten je za izradu padobrana.
Pojava
Prirodne vode sadrže otopljene mineralne tvari: kalcij i magnezij.
Prema količini otopljenih tvari razlikuje se tvrda od meke vode.
U tvrdoj vodi veća je količina otopljenog kalcija i magnezija.
U tvrdoj vodi odjeća se slabije pere jer se deterdženti manje pjene.
Pretpostavka
Voda koja se prodaje u bocama manje je tvrda od vode iz gradskog vodovoda.
Eksperiment
Pripremi 3 epruvete:
- Epruvetu do pola punu vodom iz vodovoda.
- Epruvetu do pola punu kupovnom vodom.
- Epruvetu do pola punu destiliranom vodom.
- U svaku epruvetu ulij po tri kapi deterdženta.
- Staklenim štapićem promiješaj deterdžent.
U kojoj epruveti je najveća pjena?
Do kojeg ste rezultata došli?
Zaključak
Kupovna voda ima veću pjenu i mekša je od vode iz vodovoda.
Primjer malog znanstvenog istraživanja
Pojava
Prirodne vode sadrže otopljene mineralne tvari, tj. sadrže puno otopljenih tvari osobito kalcijevih i magnezijevih soli. Prema količini otopljenih tvari razlikuju se tvrde i meke vode. U tvrdoj vodi veća je količina otopljenih soli kalcija i magnezija. U tvrdoj vodi odjeća se slabije pere jer se deterdženti manje pjene.
Pretpostavka
Voda koja se prodaje u bocama je manje tvrda od vode iz gradskog vodovoda.
Eksperiment
- Pripremite tri epruvete i označite ih brojevima.
- U jednu epruvetu do pola ulijte vodu iz vodovoda, u drugu epruvetu do pola ulijte vodu iz boce kupljene u trgovini, a u treću epruvetu do pola ulijte destiliranu vodu. (U destiliranoj vodi nema otopljenih mineralnih tvari.)
- U svaku epruvetu ulijte po tri kapi tekućeg deterdženta.
- Staklenim štapićem miješajte sadržaj svake epruvete.
- Nakon pojedinog miješanja izmjerite visinu nastale pjene.
Rezultat
| uzorak | visina pjene u mm |
|---|---|
| vodovodna voda | |
| kupovna voda | |
| destilirana voda |
Zaključak
Razlikuje li se po tvrdoći voda za piće iz vodovoda od vode za piće iz boce kupljene u trgovini? Objasnite kakvu je ulogu u eksperimentu imala destilirana voda.
Na kraju…
Pozorno pročitajte pitanja te u raspravi sa drugim učenicima u razredu, pokušajte odgovoriti na njih. Po završetku rasprave, provjerite svoje odgovore!
Odgovorite na pitanja:
1. Od koje drevne civilizacije sežu spoznaje alkemičara?
2. U čemu je vrijednost ostavštine alkemičara?
3. Kada je počeo razvoj suvremene kemije?
4. Nabrojite neke proizvode kemijske industrije.
5. Navedite neke od posljedica neodgovorne proizvodnje u kemijskoj industriji.
Odgovori:
1. Prve spoznaje alkemičari su preuzeli iz starog Egipta, ta su znanja u 13. stoljeću u Europu prenijeli arapski alkemičari.
2. Alkemičari su otkrili brojne kemijske spojeve i postupke njihova dobivanja.
3. Suvremena kemija počela se razvijati potkraj 18. stoljeća.
4. Kemijska industrija proizvodi sredstva za higijenu, kozmetičke preparate, gnojivo, lijekove te materijale kao što su: plastika, guma, staklo, metali i dr.
5. Neodgovorna proizvodnja u kemijskoj industriji izaziva onečišćenje okoliša i oštećenje zdravlja ljudi, životinja i biljaka.