"Химические» сюжеты в произведениях художественной литературы"
проект по химии на тему

Муниципальное общеобразовательное учреждение

основная общеобразовательная школа №11

«Химические» сюжеты в произведениях художественной литературы

Учебный  проект

 по химии и литературе

                                                                                                     Исполнитель:

                                                                                      Домнин Алексей,

                                                                  ученик 9 класса

                                                                                       Руководитель:

                                                                                       Н.Н. Патенкова,

                                                                                       учитель химии,

                                                                                       1 кв. категория;

п.Лобва.

Новолялинский городской округ

2008г.

Содержание.

1. Введение………………………………………………………………3 стр.

2. Основная часть………………………………………………………..3-10 стр.

3. Заключение……………………………………………………………11 стр.

4. Список литературы…………………………………………………...12 стр.

5. Приложение…………………………………………………………...13 стр.

           Если обратиться к прошлому, то мы увидим, что химия на протяжении всей истории человечества представлялась предметом романтическим. Эта особенность химии побуждала многих писателей и поэтов включать в свои произведения образы, навеянные размышлениями о веществе и его превращениях, сравнения, эмоциональные описания явлений, процессов. Всё это делало их произведения более яркими, образными, колоритными.

Химизация поэзии и прозы началась с освоения химического языка – названий химических элементов и веществ, в первую очередь металлов.

          Например, у М.В. Ломоносова есть такие строки:

…Как медь в горниле небо рдится!

…Меж бисерными облаками синеет злато и лазурь…

 (Данное сравнение связано с физическими свойствами меди - все металлы обладают металлическим блеском)

…Не медь ли в чреве Этны ржет

…И, с серою кипя, клокочет?

( В данном отрывке раскрыты свойства металлов – взаимодействия с неметаллами при нагревании)

…Сребро и злато истекает

…Во всём наследии твоём.

( Здесь рассматривается серебро и золото как основные благородные металлы, обеспечивающие материальное благосостояние семей того времени как источник доходов при наследовании)

Богата химическими терминами и поэзия XIX века:

…Торговали мы булатом,

чистым серебром и златом.

        (А.С. Пушкин)

( В данном отрывке показана основная область применения стали, серебра и золота как важных продуктов торговли в пушкинское время)

…И железная лопата

в каменную грудь,

добывая медь и злато,

врежет страшный путь.

        (М.Ю. Лермонтов)

( Художественное описание добычи меди и золота с использованием железных инструментов связано с физическими свойствами металлов, в частности с их твёрдостью: железо – более твёрдый металл по сравнению с медью и золотом, поэтому железные инструменты можно использовать при их добыче)

Очень ярко и точно описаны свойства металлов в следующих стихах:

…кольцо изнутри, что долгое время на пальце носится,

из году в год становится тоньше и тоньше;

Нам очевидно, что вещь от стиранья становится меньше,

Но отделение тел, из неё каждый миг уходящий,

Нашим глазам запретила увидеть природа ревниво…

                                                        (А. Чивилихин. Читая Менделеева)

( В данном отрывке описано физическое свойство благородного металла: при применении происходит разрушение металлической решетки под действием различных факторов и масса металла уменьшается)

Интересно отображают поэты всем известное явление коррозии металлов:

…На рукомойнике моём позеленела медь.

Но так играет луч на нём,

Что весело глядеть…

        (А. Ахматова. Из. Сб. «Вечер»)

…От медленных лобзаний влаги

Нежнеет грубый свод гробниц,

Где зеленеют саркофаги

Святых монахов и девиц…

        (А.Блок. Итальянские стихи)

…И внезапно – красные одежды

Дрогнули на золоте стены.

…Лишь медь торжественной латыни

Поёт на плитах, как труба.

(Медь взаимодействует сначала с кислородом, а затем с углекислым газом и водой, постепенно превращаясь в основной карбонат меди – малахит, который зелёного цвета):

2Cu + O2=2CuO          2CuO + CO2 + H2O = (CuOH)2CO3

  В следующем отрывке мы можем найти описание окислительно-восстановительных реакций:

…Трясся Крым двадцать восьмого года,

И восстало море на дыбы.

Испуская к ужасу народа,

Огненные серные столбы.

Всё прошло. Опять гуляет пена,

Но с тех пор всё выше и плотней

Сумрачная серная геена

Подступает к днищам кораблей…

        (Ю. Кузнецов. Тайна Чёрного моря)

( В данном отрывке описаны химические свойства сероводорода, в которых сера является восстановителем, а кислород – окислителем):

2H2S + O2 = 2H2O + 2S              2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SO2

          Оригинальную иллюстрацию круговорота веществ в природе мы находим в «Письме о пользе стекла» М.В. Ломоносова:

…Другого ничего в природе нет

Ни здесь, ни там в космических глубинах:

Всё – от песчинок малых до планет –

Из элементов состоит единых…

(Закон диалектики: мир един в своём происхождении. Например, элемент гелий был сначала открыт на Солнце, а потом уже на Земле. Содержание водорода в земной коре – 1%, тогда как во Вселенной это самый распространённый элемент.)

«Химические» сюжеты в произведения классиков.

• Отрывки из романа Жюля Верна «Таинственный остров»

1. «…Руду расколотили на мелкие куски и вручную очистили от комьев земли и от песка. Затем перемежающимися слоями насыпали большую груду угля и руды, как складывают дрова угольщики, когда пережигают их на уголь. Под действием воздуха, нагнетаемого мехами, уголь в этой груде превращается в двуокись, а затем в окись углерода, которая, воздействуя на окись железа, отнимала от неё кислород. Сайрес Смит сделал для этого всё, что следовало. Возле насыпной кучи руды и угля установили мехи, сшитые из тюленьих шкур; воздух выходил из мехов через трубку, сделанную из огнеупорной глины, - трубку эту специально изготовили и обожгли в гончарной печи. Привели в действие механизм мехов, состоящих из подвижной рамы, самодельной верёвки и противовеса, и тотчас из трубки вырвалась сильная струя воздуха, поднимая  температуру прокаливаемой груды, она способствовала также химическому процессу образования железа при взаимодействии руды и угля…»

Здесь описывается получение железа. Сначала уголь превращается в оксид углерода(IV): C + O2 = CO2 .Затем уголь превращается в оксид углерода(II): 2C + CO2 = 2CO. И наконец, оксид углерода(II) отнимает кислород от оксида железа:

FeO + CO = Fe + CO2 или 2FeO + C = CO2 + 2Fe.

2. «…Гораздо больше пользы, чем чистое железо, могла бы принести сталь. Сталь же представляет собою соединение железа и углерода, которое получают двояким способом, либо из чугуна, отнимая от него избыток углерода, либо из железа, прибавляя к нему отсутствующий углерод. В первом случае путём обезуглероживания чугуна получают натуральную, или пудлинговую сталь, а путём добавления к чистому железу углерода – томлёную сталь. Как раз такую сталь Сайресу Смиту и хотелось выплавить, ибо у него уже имелось чистое железо. И он добился этого, переплавив железо вместе с толчёным углём в тигле из огнеупорной глины…»

В данном отрывке описаны способы получения стали, (из чугуна и из железа):

Получение стали можно записать следующими уравнениями:

C + 2Fe + 2O2 = 2FeO + CO2

Si + 2FeO = 2Fe + SiO2

Mn + FeO = Fe + MnO

2P + 5FeO = 5Fe + P2O5

3. «…Пиритоносные сланцы в основном состоят из углерода, кремнезёма, окиси алюминия и сернистого соединения железа, его как раз там больше всего; нужно было выделить сернистое железо и как можно скорее превратить его в железный купорос, а получив железный купорос, добыть из него серную кислоту… Выбрав позади трущоб площадку, колонисты тщательно её выровняли, сложили там костёр из хвороста и дров, на него положили куски железного колчедана, так чтоб между ними проходил воздух, а сверху засыпали тонким слоем

серного колчедана, раздробленного на мелкие кусочки величиной с орех. Сложив всё это, зажгли костёр; накалившиеся сланцы воспламенились, потому что содержали в себе углерод и серу. Тогда сверху положили ещё несколько слоёв дроблёного колчедана, и всю эту огромную кучу прикрыли сверху землёй и дёрном, оставив лишь несколько отверстий, как это делается, когда складывают груду дров, пережигая их на уголь. Горящую под спудом груду минералов и топлива, в которой происходили химические превращения, оставили в покое – нужно было не меньше десяти – двенадцати дней для того, чтобы колчедан превратился в сернистое железо и далее в железный купорос, а окись алюминия – в сернокислый алюминий, то есть в одинаково растворимые соединения, тогда как кремнезём и углерод, перешедшие в золу, нерастворимы…

…Когда всю груду колчедана пережгли, в результате химических превращений получился железный купорос, сернокислый алюминий, кремнезём, остаточный уголь и зола. Всё это положили в корчагу, наполненную водой, разболтали в ней, дали отстояться, и когда жидкость стала прозрачной, её слили – она представляла собой раствор железного купороса и сернокислого алюминия, все остальные вещества остались на дне корчаги в виде нерастворимого осадка. Жидкость частично выпарили, при этом отложились кристаллы железного купороса, а невыпаренную воду, содержащую в себе купорос алюминия, оставили без употребления. В промышленной практике для производства серной кислоты требуется дорогостоящая установка. Тут нужны и заводы, и лаборатории, специально оборудованные платиновой посудой, свинцовые камеры, в которых происходят химические реакции(свинец не поддаётся действию кислоты), и т.д. Конечно, у Сайреса Смита и в помине не было такого оборудования, но он знал, что в некоторых странах, например в Богемии, серную кислоту производят более простым способом и при этом достигают даже лучших результатов – получают кислоту более сильной концентрации. В частности, этим способом вырабатывается так называемая кислота Нодхаузена. Для получения серной кислоты Сайресу Смиту оставалось произвести сухую перегонку: прокалить в закрытом сосуде кристаллы железного купороса для того, чтобы серная кислота выделилась в виде паров, а затем, конденсируясь, эти пары превратились бы в жидкую серную кислоту…»

В этом отрывке Жюль Верн показывает, как группа людей, выброшенных на необитаемый остров, добывает серную кислоту из пиритоносных сланцев, основной состав которых: углерод(C), кремнезём(SiO2), оксид алюминия(Al2O3) и сульфид железа(II) (FeS2), или его ещё называют железным колчеданом.

План поселенцев был предельно прост.

1. Выделить из пиритов сернистое железо.

1. Пережигая пирит, получим оксид железа(III):

 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2

2. Присоединяя кислород, оксид серы(IV) переходит в оксид серы(VI):

 2SO2 + O2 = 2SO3        

3. Присоединяя к оксиду железа(III) оксид серы(VI), получим сульфат железа(III):

  Fe2O3 + 3SO3 = Fe2(SO4)3

2. Из сульфата железа получить железный купорос:

  FeSO4 x 7H2O

1. Так же как и сернистое железо, из пиритов выделился сернокислый алюминий; оксид алюминия присоединил оксид серы(VI:

Al2O3 + 3SO3 = Al2(SO4)3

2. Кремнезём и углерод перешли в золу.

3. Положить всё то, что они получили из пиритов, в сосуд с водой и получить раствор железного купороса и сернокислого алюминия. Потом частично выпарить раствор и получить кристаллы железного купороса.
4. Под действием температуры кристаллы железного купороса можно превратить в серную кислоту. Этот процесс можно выразить двумя уравнениями:

     Fe2(SO4)3 = Fe2O3 + 2SO3        

     SO3 + H2O = H2SO4.

4. «…Для чего же Сайресу Смиту нужна была серная кислота в первую очередь? Да просто для получения азотной кислоты. Получить её оказалось нетрудно: обработав серной кислотой селитру, он путём дистилляции добился выделения азотной кислоты…»

Здесь говорится о получении азотной кислоты из серной кислоты и селитры:

KNO3 + H2SO4 = KHSO4 + HNO3

5. «- Какое топливо заменит уголь?

- Вода, - ответил инженер.

- Вода? – переспросил Пенкроф.

- Да, но вода, разложенная на составные части, - пояснил Сайрес Смит. – Без сомнения, это будет делаться при помощи электричества, которое в руках человека станет могучей силой. Да, я уверен, что наступит день, и вода заменит топливо; водород и кислород, из которых она состоит, будут применяться и раздельно; они окажутся неисчерпаемыми и такими мощными источниками тепла и света, что углю до них далеко! Наступит день, друзья мои, и в трюмы пароходов станут грузить не уголь, а баллоны с двумя этими сжатыми газами, и они будут сгорать с огромнейшей тепловой отдачей…»

Здесь Жюль Верн рассматривает воду как эффективное топливо будущего (т.е. рассматривает применение воды). Проводя электролиз воды, получают водород и кислород:

2H2O = 2H2 + O2

Потом при сжигании водорода выделяется тепло:

2H2 + O2 = 2H2O + Q

• Отрывок из книги Л. Буссенара «Похитители бриллиантов»

«Пожар пылал несколько часов подряд. Пещера превратилась в настоящую печь по обжигу известняка. Неслыханной силы пламя обожгло весь известковый пласт, который представлял собой углекислую соль кальция. Под действием огня известняк разложился… и получилось именно то, что называют негашёной известью. Оставалось только, чтобы на неё попало известное количество воды. Так и случилось. Ливень, который последовал за грозой, залил всю эту огромную массу негашёной извести. Она разбухла, стала с непреодолимой силой распирать сжимающий её уголь и выталкивать его по направлению к пропасти… Скалы, деревья, клад, мумии – всё исчезло в мгновение ока вместе с презренными негодяями».

В данном отрывке рассматривается химическое свойство соли угольной кислоты – карбоната кальция – известняка:

Карбонат кальция под действием нагревания разложился на негашёную известь и углекислый газ:

CaCO3 = CaO + CO2

Под действием воды негашёная известь превращается в гашёную:

CaO + H2O = Ca(OH)2

• Отрывок из книги А. Конан Дойля «Собака Баскервилей»

«…Огромная пасть собаки всё ещё светилась голубоватым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза были обведены огненными кругами. Я дотронулся до этой светящейся головы и , отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте.

 - Фосфор, - сказал я.

 - Да, и какой-то особый препарат, - подтвердил Холмс, потянув носом. – Без запаха, чтобы у собаки не исчезло чутьё».

В данном отрывке Конан Дойл ошибочно с точки зрения химии применил описание химических свойств фосфора. На воздухе белый фосфор действительно светится в темноте. Но уже при слабом нагревании, для чего достаточно простого трения, фосфор воспламеняется и сгорает, выделяя большое количество теплоты. Значит, если бы он покрывал шерсть собаки, то она получила бы ожоги от его воспламенения.

Заключение.

            В ходе исследовательской работы я узнал, что химия это наука, которая встречается не только в учебниках химии, но и в художественной литературе. В некоторых произведениях она бывает правильно истолкована, но есть и некоторые ошибочные сведения. Конечно, что и говорить – истины, облечённые в поэтические одежды, порой влияют на умы гораздо сильнее, чем простые высказывания. Союз наук поражает нас своей изобретательностью и неожиданностью. Монументальность химии, её сложность, логика, формулы, законы и понятия так гармонично сочетаются с изящной, напевной, лиричной поэзией и фантастической прозой…

            Считаю, что результаты моего проекта можно использовать при проведении внеклассной работы по химии и литературе, для разработки программы элективного курса для учащихся 9 класса, при проведении предметных недель, а также при изучении в химии тем:

• «Свойства металлов»
• «Коррозия металлов»
• «Получение металлов»
• «Окислительно-восстановительные реакции»
• «Круговорот веществ»
• «Получение серной и азотной кислоты»
• «Свойства солей угольной кислоты»
• «Свойства фосфора».

            С результатами проекта ознакомлены учащиеся и педагоги нашей школы при проведении школьной научно-практической конференции.

Список литературы.

1. Ахматова А. Сб. «Вечер»

2. Блок А. Итальянские стихи

3. Буссенар Л. «Похитители бриллиантов»

4. Верн Ж. «Таинственный остров»

5. Конан Дойл А. «Собака Баскервилей»

6. Кузнецов Ю. Тайна Чёрного моря

7. Лермонтов М.Ю. Сб. произведений, М. 1989г.

8. Ломоносов М.В. Сб. произведений, М. 1996г.

9. Пушкин А.С. Сб. произведений, М. 1987г.

10. Чивилихин А. Читая Менделеева, 1981г.  

11. Журналы «Химия и жизнь», 2004-2006гг.

12. Энциклопедия для детей. Т. 17. М. Аванта +, 2000г.

Приложение.