Жизнь и деятельность М.В. Ломоносова
проект по химии (8, 9 класс) по теме

Реферат по дисциплине:

По теме:

«Жизнь и деятельность М.В. Ломоносова»

Исполнитель:

Шаталова Светлана Николаевна

Ефремов, 2017 год

2-

Содержание

1. Введение

2.  Путь к научным изысканиям

3. Научная деятельность Ломоносова

4. Заключение

5. Список литературы

-3-

Введение

М.В. Ломоносов вошёл в историю отечественной и мировой науки и культуры как великий гражданин своего отечества, как «отец русской литературы и науки», как реформатор.

Служба отечеству определила основное направление деятельности учёного, форму и характер его научных трудов.

Весь свой огромный природный талант естествоиспытателя, несокрушимую волю и энергию М.В. Ломоносов направил на благо Родины. По словам Н.Г. Чернышевского, «он хотел служить не чистой науке, а только отечеству».

От рыбачьего баркаса до кафедры Петербургской академии наук прошёл жизненный путь Ломоносова. Немало унижений, лишений и обид пришлось преодолеть ему на этом пути. Но ничего не могло остановить учёного –патриота в борьбе с предрассудками и обветшалыми традициями, с «неприятелями наук Российских».

Достижения химической науки учёный связывал с решением практических задач. Эту мысль он ясно выражает следующими словами: «Широко простирает химия руки свои в дела человеческие».

Цель работы: ознакомиться с творчеством, великими открытиями М. В. Ломоносова, уяснить его место и роль в науке.

В соответствии с этой целью сформулированы следующие задачи:

- проследить основные вехи биографии Михаила Васильевича Ломоносова;

- ознакомиться с основными его открытиями и этапами научной деятельности.

-4-

Путь к научным изысканиям

Михаил Васильевич Ломоносов родился в семье помора 8(19) ноября 1711 года в деревне Мишанинской (бывшей Архангельской губернии). Уже в юности у Михайло Ломоносова пробудился интерес к чтению книг. «Арифметика» Л.Ф. Магницкого и «Грамматика» М. Сторицкого открыли ему путь к знанию. В конце 1730 г. Ломоносов отправился в Москву, где поступил в Славяно – греко - латинскую академию. Здесь он прилежно изучал латынь, риторику и философию. В 17235 г. в числе двенадцати московских семинаристов Ломоносов был переведён в Петербург, в университет при Петербургской академии наук. В университете он проявил «отменную склонность к экспериментальной физике, химии и минералогии». Осенью 1736 г. Ломоносов был направлен в Германию для изучения горного дела. Он слушал лекции по физике и химии в Маргбургском университете, изучал горное дело, металлургию, маркшейдерское дело во Фрейберге. Летом 1741 г. Ломоносов вернулся на родину.

Научная деятельность

С первых же шагов своей научной деятельности он поставил перед собой основную задачу: создать и обеспечить в России возможность научной работы(1).

В декабре 1741ё г. М.В. Ломоносов представил в Петербургскую академию наук свою работу «Элементы математической химии». В этом замечательном программном сочинении молодой учёный провозглашает основной тезис:

-5-

«Истинный химик должен быть теоретиком и практиком» (2, т.1,с.70-71). Что значило, по Ломоносову, быть теоретиком в химии того времени? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо хотя бы в самых общих чертах обрисовать состояние химических знаний 40-50-х гг. 18 века, т.е. то время, когда химия становится для Ломоносова основной специальностью. Перелистывая страницы химических руководств конца 17 и начала 18 века. Ломоносов убедился, что химия традиционно трактовалась как химическое искусство описывать свойства (качества) различных тел и способы их выделения и очистки. В химии в то время господствовала флогистонная теория, призванная объяснить явление  горения и окисления металлов. Качественный анализ являлся основным методом исследования химиков. В химических лабораториях работали химики, которые «выше углей и пепла головы своей поднять не смели». «Для чего толь многие учинены опыты в физике и в химии? – спрашивал Ломоносов. - …Для того ли только, чтобы собрав великое множество разных вещей и материй в беспорядочную кучу, глядеть и удивляться их множеству, не размышляя о их расположении и приведении в порядок (2, т.3, с.342).

Ни методы исследования, ни способ описания химических операций, ни стиль мышления химиков того времени не удовлетворяли М.В. Ломоносова. Поэтому он отходит от старого и намечает грандиозную программу преобразования химического искусства в науку, цель которой – не описание веществ и явлений, а объяснение их. Не вещества как таковые, а внутреннее их строение, не регистрация наблюдаемых явлений, а изучение причин, их вызывающих, - таков был основной подход Ломоносова к химии как «науке об изменениях, происходящих в смешанном теле» (2, т.1, с.67).

Но чтобы изучить причины химических превращений веществ, нужно было выработать теорию, которая позволяла бы открыть «дверь» в таинственный мир «первоначальных частиц».

-6-

Особую роль при этом М.В. Ломоносов отводил химии. «Так как внутреннее строение тел выведывает главным образом химия, - писал он, - то без неё труден, даже невозможен, доступ к их глубинам» (2, т.3, с.283).

М.В. Ломоносов хорошо был знаком с учением Лейбница – Вольфа о монадах. Но это «мистическое», по его словам, учение он не принял, не принял он и ньютоновскую картину мира.

В трудах Декарта и Бойля  Ломоносов увидел исходную идею для разработки своей атомно - корпускулярной теории вещества. «С тех пор, как я прочитал Бойля, - вспоминал Ломоносов, - овладело мною страстное желание исследовать мельчайшие частицы. О них я размышлял 18 лет» (2, т.3, с.241).

Но атомистические представления Бойля – Лемери сводились преимущественно к созданию наглядной картины химических явлений  посредством образов, заимствованных из областей механики. Формы атомов считались бесконечно разнообразными в соответствии с разнообразием химических явлений. Такие представления неизбежно оставались лишь наглядными иллюстрациями химических явлений, основанными на воображении.

М.В.  Ломоносов видел в учении об атомах не наглядную иллюстрацию химических явлений, а теорию, помогающую в познании сущности химических процессов. «Во тьме должны обращаться физики, а особливо химики, - говорил Ломоносов, - не зная внутреннего нечувствительного частиц строение» (2, т.3, с.387).

Согласно атомистической концепции Ломоносова, материя состоит из неделимых, абсолютно твёрдых атомов, механическое движение которых является причиной всех явлений в природе.

«…Нечувствительные физические частицы, - по Ломоносову, - должны различаться массою, фигурою, движением, силою инерции или расположением» (2,т.1, с.217).

-7-

Свою концепцию о поступательном, колебательном и вращательном движении атомов М.В. Ломоносов распространил на три агрегатных состояния вещества. В области газов он разработал кинетическую теорию и связал её с механическими представлениями о причине теплоты. Гипотеза Ломоносова о вращательном тепловом движении атомов газа получила признание у западноевропейских учёных конца 18 века и первой половины 19 века. Она получила развитие в трудах Г. Дэви, других учёных.

В 1743-1745 гг. М.В. Ломоносов изучал природу растворов и жидкостей. В марте 1745 г. на конференции Академии наук М.В. Ломоносов читал свою «Диссертацию о действии химических растворителей вообще», сопровождая чтение опытами. Эта диссертация – первая работа учёного в области физической химии. «Среди важнейших химических операций, - говорил Ломоносов, - выделяется растворение тел, которое прежде всего заслуживает физического исследования» (2, т.1, с.339).

Распространённую тогда теорию растворения Бойля – Лемери М.В. Ломоносов не принял, ибо на вопрос о том, какими силами растворитель отрывает частицы растворяемого вещества, эта теория не даёт «никакого сколько – нибудь вероятного объяснения, кроме произвольно приписываемых растворителям клиньев, крючочков, и не знаю ещё каких инструментов» (2,т.1, с.340-341).

М.В. Ломоносов высказал правильное предположение о процессе растворения солей в воде, согласно которому «частицы соли отделяются друг от друга действием частиц воды… и,  сцепляясь с водными частицами, вместе с ними начинают двигаться поступательно и разносятся по растворителю» (2,т.1, с.378). В этих словах можно усмотреть исходную мысль о гидратации растворённых веществ, развитую в дальнейшем в химической теории растворов Д.И. Менделеева.

-8-

М.В. Ломоносов, более чем за 100 лет до Менделеева, Вант – Гоффа и Аррениуса, утверждал: «Основанная на химических опытах и физических началах теория растворов есть первый пример и образец для основания истинной Физической Химии…» (цит. по:3,с.486).

Распространив атомно – корпускулярную концепцию на твёрдые тела, на основной объект изучения химии – химические элементы и их соединения, М.В. Ломоносов дал классические определения: что такое химический элемент и химическое соединение.

«Бесконечное разнообразие тел, по Ломоносову, зависит от того, что в «корпускулах элементы соединены различным образом или в различном числе». «Основание того, что свойственно природным телам, - писал он, - нужно искать в качествах корпускул и способе их взаимного расположения» (2, т.1, с.25). Эти положения, как мы знаем, оказались самыми жизнеспособными – чем ближе к современности, тем глубже создавалась их фундаментальность.

В химии, подчёркивал Ломоносов, всё «высказанное должно быть доказываемо». Поэтому уже в 1742 г. Ломоносов разработал и передал Академии наук проект постройки химической лаборатории, в которой он «мог для пользы отечества трудиться в химических экспериментах» (2,т.9,с.9).

Потребовалось шесть лет упорной и настойчивой борьбы,  чтобы, наконец, в 1748 г. открылась первая в России научная Химическая лаборатория, где М.В. Ломоносов с января 1749 г. начал вести исследования и читать лекции студентам (4).

В 1749-1750 гг. в Химической лаборатории М.В. Ломоносов выполнил большую серию опытов по изысканию «разноцветных стекол и мозаичному художеству». В одном из отчётов Ломоносов писал: «Изобрёл все составы к мозаичному делу, для чего сделал  больше четырёхсот тысяч опытов, коих не только рецепты сочинял, но и материалы своими руками по большей части развешивал и в печь ставил…и, сверх сего, мозаичное художество, как делать

-9-

из оных составов картины живописные, великими и неусыпными трудами привёл в совершенство против римского, чего там больше двухсот лет доходили» (2, т.10,с.396). Ломоносов построил Усть – Рудицкую фабрику цветных стекол и тем самым создал основу для новой отрасли русской промышленности – производства цветных стекол и мозаик.

6 сентября 1751 года на Публичном собрании Академии наук М.В. Ломоносов произнёс своё знаменитое  «Слово о пользе химии», в котором изложил свои взгляды на задачи и значение химии для развития химических производств. Через всё «Слово» красной нитью проходит мысль учёного о неразрывной связи теории и практики.

«Изучение химии, - говорил Ломоносов, - имеет двоякую цель: одна – усовершенствование естественных наук, другая – умножение жизненных благ» (2, т.2,с.459).

Свои работы по «мозаичному делу» он рассматривал как «умножение жизненных благ». Но практическая польза химии не должна заслонять её основную цель – «изыскание причин взаимного союза частиц…, от которого вся разность твёрдости и жидкости, жёсткости и мягкости, гибкости и ломкости происходит» (2, т.2,с.354).

Так впервые публично М.В. Ломоносов отрекается от господствующего традиционного взгляда на задачи химии. Перед его взором другая химия – физическая, к созданию которой он приступил в 1752 г.

То, что задумал свершить Ломоносов, а именно всю химию сделать физико- химической наукой, было грандиозным и по замыслу, и по новаторству.

Весной 1752 г. М.В. Ломоносов разрабатывает подробный план к курсу физической химии, состоящей из введения и двух основных частей: «Физическая химия, часть опытная» и «Физическая химия, часть теоретическая».

-10-

Здесь М.В. Ломоносов во всём первый. Он первый составляет и читает «Программу физической химии»; он первый составляет и читает в 1752 -1753 гг. «Курс истинной физической химии»; он первый выполняет серию экспериментальных физико-химических исследований; он первый даёт в 1752 г. определение физической химии: «Физическая химия есть наука, объясняющая на основании положений и опытов физики то, что происходит в смешанных телах при химических операциях» (2, т.2, с.483).

Таким определением Ломоносов открывал свой курс физической химии, впервые в мире прочитанный студентам Академии наук в 1752 -1753 гг. Достоинство этого определения заключается в том, что в нём указаны цели исследования: изучить и объяснить то, что происходит с веществом при химических превращениях, используя положения и методы физики. В наше время, когда изучение сущности химических превращений стало одной из основных задач химии, определение физической химии Ломоносова принимается как наиболее совершенное выражение глобальной цели современной химии.

В мае 1752 г. М.В. Ломоносов подал в конференцию Академии наук заявление, в котором писал: «…Я считаю весьма полезным, чтобы в химических моих лекциях, которые я должен читать учащемуся юношеству, всюду, где только возможно, присоединять к химическим опытам физические…во всём курсе экспериментальной химии, созданном моими трудами, требуется 1) определять удельный вес химических тел; 2) исследовать взаимное сцепление частей а) путём излома, б) путём сдавливания, в) путём стачивания на камне, г) а для жидкостей – путём счёта капель; 3) описывать фигуры кристаллизующихся тел; 4) обрабатывать тела длительным нагреванием при помощи Папиновой махины; 5) всюду наблюдать градусы теплоты; 6) изучать тела, особенно металлы, продолжительным растиранием. Одним словом, я предполагаю сделать попытку исследовать всё, что может

-11-

быть измерено, взвешено и определено математической практикой» (цит.по:3,с.422).

Из «Репорта» М.В. Ломоносова о его «трудах и упражнениях в науках с 1751 г. по 1756 гг.» мы узнаём, что в 1751 г. он «вымыслил некоторые новые инструменты для физической химии»; в 1752 г.: «диктовал студентам и толковал сочинённые мною к физической химии пролегоменты на латинском языке…»; в 1753 г: «по окончании лекций делал новые химико – физические опыты…»; в 1754 г.: «повторением проверены физико – химические таблицы, прошлого года сочинённые»; в 1755 г.: «деланы разные физико-химические опыты, что явствует в журнале того ж года на 14 листах» (2, т.10,с.388-392).

В 1756 г. в Химической лаборатории М.В. Ломоносов провёл серию опытов по окислению металлов, о которых писал: « деланы опыты в заплавленных накрепко стеклянных сосудах, чтобы исследовать, прибывает ли вес металлов от чистого жару; оными опытами нашлось, что славного Роберта Бойля мнение ложно, ибо без пропущения внешнего воздуха вес сожжённого металла остаётся в одной мере…» (2,т.10, с.392).

Из всех этих опытов М.В. Ломоносов сделал вывод, что Р. Бойль ошибался, объясняя увеличение массы обжигаемых веществ присоединением к ним огненных частиц.

Как сам М.В. Ломоносов объяснял причины увеличения веса веществ при их обжиге? В историко – химической литературе часто приводится следующая выдержка из письма М.В. Ломоносова к Л. Эйлеру: «…нет никакого сомнения, что частицы из воздуха, непрерывно текущего на кальцинируемое тело, смешиваются с последним и увеличивают его вес» (2, т.2, с.191). Пожалуй, ни одна цитата из сочинений Лормоносова не вызвала столь противоречивых и ошибочных суждений, как приведённая выше. Первым, кто из этих слов Ломоносова сделал далеко идущие выводы, был Б.Н. Меншуткин. Он высказал предположение, что «увеличение веса металлов при обжигании происходит именно от воздуха» (5,с.271).

-12-

В чём здесь заключалась ошибка, которую многократно повторили последующие авторы работ о Ломоносове? Ошибка заключается в том, что причину изменения веса вещества при химических операциях Ломоносов объяснял не присоединением воздуха, а влиянием «тяготительной материи».

«Если учесть опыты в замкнутом сосуде, при которых также увеличивается вес кальцинируемого тела, - писал М.В. Ломоносов, - то можно будет ответить, что вследствие уничтожения сцепления частиц кальцинированием, их поверхности, ранее закрытые взаимным соприкосновением, оказываются уже свободно подверженными тяготительной жидкости и поэтому сильнее пригнетаются к центру земли» (2,т.2,с.191).

Такое представление вписывалось в логику развития естественнонаучных знаний 50-х гг. 18 века, когда химические опыты ещё не подвели учёных к пониманию окислительно-восстановительных процессов с участием воздуха. В то время флогистон, если можно так сказать, вытеснил воздух из химических воззрений и в какой-то степени тем задержал изучение состава воздуха. М.В. Ломоносов жил в эпоху физики газов. Поэтому безуспешной будет попытка отыскать в работах Ломоносова идею о взаимодействии воздуха и металла при обжиге как причине увеличения его веса.

Чтобы в полной мере оценить значение характера опытов Ломоносова, необходимо помнить, что они проводились в тот период развития химии, когда в ней господствовало качественное изучение вещества. В своих химических диссертациях, написанных до 1751 г., Ломоносов выступал как сторонник учения о флогистоне, но в своих физико-химических исследованиях «он и словом и делом – противник всего флогистонского периода» (6,с.7).

Сейчас, зная в деталях развитие химии в 18 веке, мы ясно сознаём, что грандиозный замысел построить в середине 18 века стройное здание «истинной физической химии» оказалось невозможным осуществить. Химию флогистонного периода не представлялось возможным сдвинуть в область

-13-

количественных физико-химических измерений усилиями одного учёного. К этим объективным причинам присоединились и субъективные.

В диссертации «Слово о происхождении света» (1756) Ломоносов заявил, что для полного понимания его теории цветов «необходимо нужно предложить всю мою систему физической химии, которую совершить и сообщить учёному совету препятствует мне любовь к Российскому слову, к прославлению Российских героев и к достоверному изысканию деяний отечества» (2, т.3,с.342).

После 1757 г. у М.В. Ломоносова появилось много не «химических обязанностей», и он вынужден был отойти от руководства созданной им Химической лаборатории.

В 1760 г. Ломоносов был избран членом Шведской академии наук, а в 1764 г. – членом Болонской академии.

Будучи больным, Ломоносов переживал за судьбу того, чему была посвящена вся его жизнь. За несколько дней до смерти он с грустью сказал своему другу академику Я.Я. Штелину, неотлучно находившемуся при нём: «Друг, я вижу, что должен умереть, и спокойно и равнодушно смотрю на смерть, жалею только о том, что не мог я совершить всего того, что предпринимал я для пользы отечества, для приращения наук и для славы Академии, и теперь, при конце жизни моей, должен я видеть, что все мои полезные намерения исчезнут вместе со мною».

Умер М.В. Ломоносов в Петербурге 4(15) апреля 1765 г.

Заключение

О вкладе М.В. Ломоносова в развитие  всех отраслей науки в России можно писать бесконечно. Русский народ чтит память о нём, многим учебным заведениям и предприятиям нашей страны присвоено имя М.В. Ломоносова.

-14-

«Когда в Советском Союзе по призыву партии и правительства, - писал академик С.И. Вавилов, стала бурно расти наша современная наука и техника, это взошли семена  ломоносовского посева. Неслыханная война, борьба за саиое наше существование потребовали ещё большей мобилизации нашей нпуки – физики, химии, геологии. Если внимательно посмотреть назад, то станет ясным, что краеугольне камни успехов нашей науки были заложены в прошлом ещё Ломоносовым».

Прав был Б.Н. Меншуткин, относя к самому Ломоносову сделанный им последний перевод Горация:

Я знак бессмертия себе воздвигнул

Превыше пирамид и крепче меди,

Что бурный аквилон сотреть не может,

Ни множество веков, ни едка древность.

Не вовсе я умру; но смерть оставит

Велику часть мою, как жизнь скончаю…

Литература

1. Меншуткин Б.Н. Жизнеописание М.В. Ломоносова. – 3-е изд. М; Л.: Изд-во АН СССР,1947.
2. Ломоносов М.В. Полн.собр. соч. в 10 т. М; Л.: Изд-во АН СССР, 1950-1957.
3. Меншуткин Б.Н. Труды М.В. Ломоносова по физике и химии. М.; Л.: Издательство АН  СССР, 1969.
4. Раскин Н.М. Химическая лаборатория М.В. Ломоносова. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1969.

-15.

5. Меншуткин Б.Н. – М.В. Ломоносов как физико-химик //ЖРФХО,1904.Т.36 Вып.9. Отд.2.
6. Вальден П.И. – М.В. Ломоносов как химик // Вальден П.И. Наука и жизнь. Ч.2. Пг.,1919.С1-15.
7. Соловьёв Ю.И., журнал «Химия в школе», №4, научно-методический журнал МП СССР, изд. «Педагогика»,1986 г.

Заключение