Lịch sử hóa học

Những người đoạt giải Nobel Hóa học thập niên 2000

2013-12-02 16:51

    Gần nửa thế kỷ sau khi cha mình được trao giải Nobel, Roger D. Kornberg, giáo sư trường Đại Học Stanford cũng đã nhận được giải thưởng cho công trình nghiên cứu của mình về vấn đề tế bào đọc bộ gen như thế nào, trên cơ sở đó có thể giúp dẫn tới những cách chữa bệnh mới, giúp thiết lập những giai đoạn cho việc phát triển các loại thuốc chống ung thư, bệnh đau tim và những loại bệnh viêm nhiễm khác. Trong một cuộc họp báo, Kornberg  nói ứng dụng công trình của ông làm ra những kháng sinh tốt hơn để chữa bệnh, như bệnh lao và vài thập niên sau sẽ có những cách điều trị đặc biệt cho một số loại bệnh khác.
Một số công ty dược đang phát triển những loại thuốc trên cơ sở công trình nghiên cứu của ông, nhưng ông từ chối vì muốn có những nghiên cứu đặc biệt hơn trong việc điều trị bệnh ung thư.


    Kornberg được phần thưởng có giá trị 1,4 triệu đô la, sau khi 2 giải Nobel về vật lý và y học cũng được trao trong tuần. Người Mỹ đã chiến thắng và chia sẻ tất cả giải thưởng Nobel kể từ năm 1992. Lần cuối giải Nobel về hóa học được trao cho riêng một người là vào năm 1999.

    Cha của Kornberg, ông Arthur, đã được trao giải Nobel cho những nghiên cứu của ông về thông tin di truyền được chuyền như thế nào từ phân tử AND này sang phân tử AND khác. Bây giờ đã 88 tuổi, trả lời với phóng viên, ông nói con ông đã rất say mê công việc này. Ông mong chờ sự kiện này từ rất lâu, và cảm thấy rất tự hào về con mình.

    Gia đình Kornberg là trường hợp thứ 6 mà cả cha và con đều được trao giải Nobel. Trường hợp cha và con gái cùng đoạt giải là của Pierre Curie và Irene Joliot-Curie, giải về hóa học và vật lý. Marie Curie, mẹ của Irene và là vợ của Pierre, cũng đã được hai giải thưởng về hóa học và vật lý.

    Thông tin từ gen được sử dụng để tạo ra những phân tử được gọi là ARN thông tin. Những phân tử này như những con thoi qua lại đưa thông tin tới tế bào để sản sinh ra protein. Kể từ năm 2000, Kornberg đã xây dựng được một bức tranh chi tiết những phân tử ARN thông tin được tạo ra. Nhờ khả năng và sự khéo léo, ông đã đóng băng được giữa chừng của tiến trình sản xuất ARN, qua đó nắm bắt được đầy đủ quá trình sao chép này. Những sự thay đổi bất thường của quá trình sao chép là nguyên nhân dẫn đến một số bệnh tật ở người.

    Những người đoạt giải Nobel Hóa học thập niên 2000
Giải thưởng Nobel là một giải thưởng quốc tế trong lĩnh vực vật lý, hoá học, y học, văn học , khoa học kinh tế và hoà bình  để tưởng nhớ nhà khoa học Alfred Nobel, người đã sáng lập ra giải Nobel. Nobel (Thụy Điển) là một nhà hóa học, nhà công nghiệp học, người phát minh ra thuốc nổ  và ông muốn giải thưởng của ông phục vụ cho nhân loại.

Giải thưởng công bố hằng năm vào tháng 10 và được trao vào ngày 10 tháng 12, ngày kỷ niệm ngày mất của Nobel. Giải thưởng bao gồm tiền thưởng, một huy chương vàng và một giấy chứng nhận. Vào ngày 4 tháng 10 vừa qua giải thưởng Nobel Hóa học vừa được trao cho nhà khoa học Mỹ Roger D. Kornberg.

  • 2006: Roger D. Kornberg (Hoa Kỳ), nghiên cứu về việc tế bào lấy thông tin từ gene như thế nào để tạo ra protein.
  • * 2005: Yves Chauvin (Pháp), Robert H. Grubbs (Hoa Kỳ) và Richard R. Schrock (Hoa Kỳ),  phương pháp hoán vị trong tổng hợp các hợp chất hữu cơ.
  • 2004: Aaron Ciechanover (Israel), Avram Hershko (Israel và Hungary) và Irwin Rose (Hoa Kỳ), phân tách các chất prôtêin trong cơ thể con người, giúp giải thích hệ thống miễn nhiễm.
  • 2003: Peter Agre (Hoa Kỳ) và Roderick MacKinnon (Hoa Kỳ), khám phá và  khảo sát các Đường dẫn Nước và Ions trong các tế bào sinh vật.
  •  2002: John B. Fenn (Hoa Kỳ), Koichi Tanaka (Nhật Bản) và Kurt Wüthrich (Hoa Kỳ),phát triển các phương pháp phân tích mạnh, phục vụ nghiên cứu những phân tử lớn, phức tạp, trong đó có protein.
  • 2001: William Standish Knowles (Hoa Kỳ), Ryoji Noyori (Nhật Bản), nghiên cứu về phản ứng hydro hóa có xúc tác chiral  và K. Barry Sharpless (Hoa Kỳ), ông trình nghiên cứu về phản ứng oxy hóa có xúc tác chiral.
  • 2000: Alan J. Heeger (Hoa Kỳ), Alan G. MacDiarmid (Hoa Kỳ và New Zealand) và Hideki Shirakawa (Nhật Bản), khám phá và phát triển các polymer dẫn điện.

Chất độc hóa học

2013-12-02 17:01

    Cách đây 2400 năm, chất độc hóa học đã được sử dụng đầu tiên trong lịch sử loài người. Đó là trận Pelepones ở đế quốc La Mã. Trong trận này nghĩa quân Spactacus đã đốt lưu huỳnh dưới chân thành Platee, nhằm đầu độc binh lính đối phương.
    Trong chiến tranh thế giới lần thứ nhất 1914 – 1918 chất độc hóa học đã được sử dụng một cách rộng rãi. Ngày 22-04-1915 quân Đức đã tung ra 6000 bình chứa chất clo có dung lượng 180 tấn để chống lại liên quân Pháp – Anh ở gần thành phố Ipra (Bỉ). Dùng clo chỉ trong vòng 5 phút, trên một chuyến tuyến dài 6 km, quân Đức đã tiêu diệt cả một sư đoàn đối phương làm mất khả năng chiến đấu của 15.000 người, trong đó có 5000 người bị chết sau đó.
    Một tháng sau, quân Đức lại dùng 12.000 bình chứa 150 tấn clo tấn công quân Nga đang đóng ở Ba Lan, làm quân Nga bị tổn thất nặng. Tổng cộng 1 trận binh lính các phe bị nhiễm chất độc hóa học, trong đó có 100.000 người chết.
    Để đối phó lại việc sử dụng chất độc của quân Đức, một giáo sư bác học người Nga là Zelinsky đã quyết tâm nghiên cứu tìm ra một thiết bị chống lại khí độc. Tới tháng 06-1915 ông đã hoàn thành chiếc mặt nạ chống độc hóa học đầu tiên. Nó có tác dụng giữ toàn bộ khí độc ở bên ngoài, chỉ có không khí sạch đi qua. Nó đã góp phần đánh bại quân Đức và giúp cho hàng vạn người thoát khỏi cái chết bởi chất độc hóa học.

Lịch sử phát minh ra bảng tuần hoàn

2013-12-02 17:12

    Từ trước công nguyên cho đến cuối thế kỉ XIX , năm 1869 người ta đã biết 63 nguyên tố hoá học. Các nguyên tố được tìm ra một cách ngẫu nhiên như vàng, bạc, đồng, sắt vào thời nguyên thuỷ ... hay mò mẫn như phốt pho do Hennig Brand phát hiện năm 1649 v.v... Trong hoá học lúc bấy giờ người ta cũng tích luỹ được một lượng lớn các tài liệu thực nghiệm , trong đó lẫn lộn cả đúng cả sai.

     Sự phát triển của khoa học đòi hỏi phải :

  •     Tìm cách hệ thống hoá các tài liệu thực nghiệm, phân loại các nguyên tố hoá học.
  •     Tìm ra một quy luật chung chi phối tính chất của các nguyên tố.

    Nhiều công trình của các nhà khoa học đã đề ra các cách phân loại các nguyên tố hoặc tìm ra một vài quy tắc biến đổi tính chất của chúng. Sau đây là một vài cách phân loại trước Mendeleev.

 

I. Phân lọai theo kim loại và phi kim do Berzelius người Thuỵ Điển đề xuất dựa trên các yếu tố sau:

    - Ở trạng thái tự do, kim loại có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt.

Phi kim thì ngược lại, không có ánh kim và dẫn điện, dẫn nhiệt kém.

    - Hiđroxit của các kim loại mạnh là các bazơ, hiđroxit của các phi kim là các axit.

    - Các phi kim tạo thành hợp chất khí với hiđro ; các kim loại không có tính chất đó.

Cách phân loại trên có những nhược điểm như:

   1. Có những nguyên tố vừa thể hiện tính kim loại và phi kim :

       Ví dụ : Kẽm hidroixit Zn(OH)2 biểu lộ tính bazơ khi tác dụng với axit, biểu lộ tính axit khi tác dụng với bazơ : nó là một chất lưỡng tính .

Zn(OH)2 + 2HCl → ZnCl2 + 2H2O    (biểu lộ tính bazơ)

         Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2O     (biểu lộ tính axit)

    Tính lưỡng tính của một hiđroxit chứng tỏ rằng nguyên tố đó là trung gian giữa kim loại mạnh (hiđroxit chỉ có tính bazơ) và phi kim (hiđroxit chỉ có tính axit).

Ngoài kẽm hiđroxit thì thiếc hiđroxit, nhôm hiđroxit cũng là những chất lượng tính.

  2. Các nguyên tố không có tính kim loại cũng không có tính phi kim đó : là những khí hiếm.

 

II. Phân loại theo nhóm tự nhiên

 1. Dobreiner (1780-1849) người Đức xếp các nguyên tố thành "bộ ba" có tính chất giống nhau - Ông thấy rằng các bộ ba :

   

 

Canxi (khối lượng nguyên tử là 40) ; Stronti (khối lượng nguyên tử là 88) ; Bari (khôí lượng nguyên tử là 137) có những tính chất tương tự nhau.

Ông còn thấy rằng Stronti có khối lượng gần bằng trung bình cộng của hai nguyên tố trước nó:

          40 (Ca) + 137 (Ba) = 88 (Sr).

Và ông thấy rằng các bộ ba khác cũng có tính chất tương tự như:

Li    Na      K          Cl     Br      I 
  7     23      39          35    80   127 
 

    Về sau thì các nhà khoa học khác đã mở rộng thuyết của ông và tìm được cách sắp xếp cho các nguyên tố khác : Flo được xếp vào cùng với nhóm của clo, brom, iot ; lưu huỳnh, oxi, selen, telu vào một nhóm ; nitơ, phốt pho, asen, antimon, bitmut vào một nhóm khác.

2. Newland (1837 - 1898) người Anh xếp các nguyên tố vào bộ tám. Ông nhận thấy 8 nguyên tố xếp sau lặp lại tính chất 8 nguyên tố đứng trước như luật "bát bộ" trong âm nhạc.

   

3. Một số nhà bác học khác chia các nguyên tố thành nhóm kim loại kiềm, nhóm halogen, nhóm oxi - lưu huỳnh, v.v ...

4. Bảng biến đổi thể tích nguyên tử các nguyên tố của Mayer

Năm 1869, nhà hoá học Đức Lothar Mayer vè đồ thị biểu diễn sự thay đổi thể tích nguyên tử (trọng lượng chia cho tỉ trọng) theo chi tăng của trọng lượng nguyên tử. Ông nhận thấy có sự biến đổi tuần hoàn.

 

Tất cả các cách sắp xếp trên chỉ mới thể hiện được mối liên hệ giữa các nguyên tố trong từng nhóm mà chưa tìm ra mối liên hệ giữa các nhóm, chưa tìm ra quy luật chung làm cơ sở cho sự sắp xếp các nguyên tố. Cho đến năm 1869, Mendeleev - nhà bác học vĩ đại người Nga - mới tìm ra định luật tuần hoàn trên cơ sở đó, xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn.

5. Bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev (Дмитрий Ивановиу Менделеев)

    Năm 1869, nhà hoá học người Nga D. Mendeleev sắp xếp các nguyên tố theo chiều tăng dần của trọng lượng nguyên tử. Sau đây là bảng tuần hoàn của ông năm 1869 :

    Dựa vào tính chất của chúng, Ông đã đính chính lại khối lượng nguyên tử của 1/3 số  nguyên tố đã biết. Ông đã bỏ trống một số ô dành cho những nguyên tố chưa tìm ra,dự đoán sự tồn tại của 11 nguyên tố chưa biết đồng thời dự đoán trước tính chất cặn kẽ của 3 nguyên tố chưa tìm thấy trong các ô trống đó.

    Nhưng khi ra đời thì, bảng tuần hoàn bị đón tiếp một cách lạnh nhạt. Tác giả của định luật bị công kích vì " chỉ dựa vào định luật do mình tìm ra, chưa được thừa nhận mà đã sửa đổi những dữ kiện đã được thừa nhận ... Việc tiên đoán tính chất của các nguyên tố chưa biết có phải là chuyện viển vông không ?".

 

Mendeleev vững tin vào sự đúng đắn của định luật nhưng không dám tin vào rằng mình sẽ sống cho tới "cái ngày vĩ đại ấy, khi mà các nguyên tôdo ông tiên đoán được tìm ra" bởi vì lúc ấy việc tìm ra các nguyên tố chỉ là ngẫu nhiên.

Chỉ trong vòng 15 năm, 3 nguyên tố mong đợi (gali, gemani, scandi) đã được tìm ra, với sự trùng hợp kì lạ với tính chất do Mendeleev dự đoán.

 

6. Bảng tuần hoàn hiện đại

Ngày nay với những hiểu biết về cấu tạo nguyên tử , người ta xây dựng bảng tuần hoàn theo chiều tăng dần của số hiệu nguyên tử của các nguyên tố nhưng không khác bảng tuần hoàn của Mendeleev là bao.

Chẳng bao lâu sau khi thí nghiệm của Rutherford tìm ra proton năm 1911, Henry Moseley (1887 - 1915) nhận thấy có sự liên hệ giữa tần số tia X và số proton. Khi ông sắp xếp các nguyên tố theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân thì có một vài vị trí không phù hợp với bảng tuần hoàn của Mendeleev. Đây là bảng tuần hoàn năm 1930:

 

   

Bảng tuần hoàn lần cuối được thay đổi dựa vào kết quả của Glenn Seaborg vào khoảng giữa thế kỉ 20. Từ Plutoni được phát hiện vào năm 1940, Seaborg phát hiện ra các nguyên tố siêu urani có số hiệu nguyên tử từ 92 đến 104 và điêù chỉnh lại bảng tuần hoàn bằng cách đặt dãy các nguyên tố Actini và Lantan nằm ở cuối bảng tuần hoàn.

 

 

 

 

 

Những nguyên tố hóa học được tìm ra thời tiền sử

2013-12-04 06:03

        Chìa khóa để tìm ra các nguyên tố hóa học trong thiên nhiên là những phương pháp phân tích.

       Phương pháp phân tích hóa học định lượng chỉ bắt đầu có và được áp dụng vào giữa thế kỉ 17 và cũng bắt đầu từ đấy, khái niệm NTHH ngày càng được hiểu chính xác hơn.

      Như vậy, bằng cách nào thời tiền sử có thể tìm ra được một số NTHH?  Câu hỏi đặt ra rằng: có phải những NTHH đó đã sẵn có ở trạng thái tự do? Gần đúng như thế.

      Những nguyên tố được lịch sử ghi nhận có từ thời xa xưa là 7 kim loại: vàng, bạc, đồng, sắt, thiếc, chì, thủy ngân và 2 nguyên tố phi kim là lưu huynh, cacbon.

      Những từ tiền sử, cổ đại, xa xưa...khôg có ý nghĩa chính xác về niên đại lịch sử mà chỉ muốn nói về khoảng thời gian rất xa trước công nguyên.

      Trong số 109 NTHH thực ra chỉ có 89 NT có trong thiên nhiên. Khi bắt tay tìm hiểu các NTHH, chúng ta thấy, đại đa số đều có năm sinh, có tên họ người tìm ra, chỉ riêng một số nguyên tố không có hai điều đó. Đặc biệt đối với những nguyên tố này thì mỗi nước trên thế giới lại gọi chúng theo ngôn ngữ dân gian của tiếng nước mình.

      Những nguyên tố tìm ra thời cổ đại hay thời trung quốc hoàn toàn là ngẫu nhiên. Nhưng một số có ứng dụng rất quan trọng cho sự phát triển của xã hội loài người.

Cabon (C)

      Có thể nói loài người biết đến cacbon rất sớm. Những đám than hồng còn lại sau những trận thiên tai cháy rừng là những dẫn chứng về sự tìm thấy  cacbon đầu tiên. Chắc chắn khi con người biết cách tìm ra lửa và giữ lửa thì cacbon luôn luôn là người bạn đồng minh của con người.

      Kim cương và than chì cũng được biết đến từ thời xưa . Màu sắc đẹp đẽ và độ cứng vô song của kim cương là đề tài cho bao chuyện thần thiên lưu truyền từ xưa đến nay. Kim cương và than chì đều có ở dạng tự nhiên trong vỏ trái đất. Lịch sử ghi nhận rằng chỉ đến nửa sau thế kỉ 16 than chì mới được dung làm lõi bút chì. Nước ta gọi là than chì, nhiều nước gọi là grafit, bởi vì “grafo” theo tiếng Hi Lạp có nghĩa là “viết”.

      Dưới tác dụng của nhiệt, than đá có thể biến thành than chì.

Ngày nay nhiều học sinh đã biết nói đến tính cứng thì ví như kim cương, mềm thì ví như than chì, những chúng đều cùng một chất cacbon mà ra.

       Nhưnh xin hỏi: làm thế nào mà biết được điều ấy? Đầu tiên là năm 1964, một số người muốn nấu chảy những viê kim cương bé để thu được viên kim cương lớn hơn bằng cách dùng kính lúp để hội tụ tia sang mặt trời lên kim cương. Kết quả: kim cương cháy và biến mất!

       Mãi đến năm 1772, nhà hóa học Pháp Lavoadiê (Lavoisier) mới chứng minh được rằng khi đốt kim cương thì tạo thành khí cacbonic,cũng giống như khi đốt cháy than củi vậy.

       Đến năm 1778, nhà hóa học Thủy Điển Sile (C.Scheele) cũng nhận thấy rằng khi nung nóng mạnh , than cháy và cho khí cacbonic.

       Cùng một nguyên tố nhưng tồn tại ở một số dạng đơn chất khác nhau, hóa học gọi đó là hiện tượng thù hình. Ngoài kim cương và than chì, cacbon còn có một dạng thù hình nữa gọi là cacbin cò màu đen.

      Kim cương được khai thác nhiều nhất ở Nam Phi. Có thể có em học sinh mơ ước rằng giá mình được đi đãi kim cương? – Xin đừng! Ở Nam Phi, công nhân được tuyển là những người da đen và họ đã phải chịu những kỉ luật nghiêm ngặt: phải sống tập trung, mỗi lần đi làm phải ở truồng như nhộng. Mỗi khi nhớ nhà muốn về thăm quê phải bị nhốt một thời gian và bắt uống thuốc tẩy xem có nuốt kim cương vào dạ dày không.

      Nói đến giá trị của kim cương thì em học sinh nào cũng biết, nhưng trả lời thật đúng giá trị thì có lẽ chỉ được 50%! Kim cương với vẻ đẹp tuyệt vời khi có ánh sáng chiếu qua, đã được dùng làm đồ trang sức quý tộc từ mấy nghìn năm nay. Đó là giá trị biểu hiện sự gìau sang phú quý. Nhưng cái giá trị độc tôn trong công nghiệp của kim cương chính là độ cứng vô song của nó.

      Kim cương quý như vậy, tại sao các nhà hóa học không có ý nghĩ điều chế kim cương nhân tạo?

     Ý nghĩ đó đã có từ hai thế kỉ trước. Đãi đất đá để tìm ra cho được kim cương cũng vất vả lắm. Muốn thu được 1g kim cương từ mỏ kim cương phải vật lộn với trung bình với 20 tấn đất đá. Hai thế kỉ trước đây chưa giải quyết được vấn đề điều chế kim cương nhân tạo từ than chì vì chưa tạo ra được áp suất lớn. Phải chờ đến năm 1955, với sự đóng góp của các nhà khoa học  Anh, vấn đề điều chế kim cương nhân tạo mới thành công.

       Cần phải có nhiệt độ nung khoảng 3000 C dưới áp suất lớn hơn 50.00 atm với sự có mặt của một số chất xúc tác kim loại. Thế mà viên kim cương nhân tạo nặng không quá 0,2g, màu sắc lại quá rực rỡ vì ảnh hưởng của tạp chất.

     Viên kim cương thiên nhiên lớn nhất hiện nay có khối lượng 621,2g

      Về cacbon có 2 câu chuyện khá lí thú sau đây:

1. Vì sao lại chọn đồng vị 12C thay cho oxi trong thang khối lượng nguyên tử của NTHH?

     Đầu tiên, năm 1803, vì hiđrô là nguyên tố nhẹ nhất nên được chọn làm đơn vị khối lượng nguyên tử. Nhưng vì đa số các NTHH đều dễ dàng tạo thành hợp chất với oxi dưới dạng oxit, vì vậy trong thực tế tính toán khối lượng nguyên tử của oxi. Từ đó 1/16  khối lượng của nguyên tử oxi được thừa nhận làm đơn vị đo khối lượng nguyên tử và gọi là đơn vị oxi.

Với sự tiến bộ của khoa học, một mâu thuẫn mới xuất hiện. Đầu thế kỉ 20, người ta xác định được rằng oxi thiên nhiên là hỗn hợp của các đồng vị. Các nhà hóa học vẫn coi đơn vị oxi là 1/16 của oxi thiên nhiên ( nghĩa là bao gồm tất cả các đồng vị của oxi). Nhưng đối với vật lí nguyên tử, đơn vị như vậy không chính xác và các nhà vật lí thừa nhận đơn vị oxi là bằng 1/16 của đồng vị 16O.

       Đã gọi là đơn vị đo lường NTHH mà lại có hai thang – thang vật lí và thang hóa học! Để giải quyết mâu thuẫn đó, một hội nghị quốc tế năm 1961 đã chuyển sang  chọn cacbon. Ưu điểm là ở chỗ: cacbon trong thiên nhiên chỉ có 2 đồng vị bền là 12C  và 13C và số đồng vị 12C chiếm đến 98,892% tổng số nguyên tử cacbon.

       VÌ vậy, bắt đầu từ năm 1961 trở đi các nhà bác học thống nhất chọn đơn vị khối lượng nguyên tử bằng 1/12 của nguyên tử đồng vị 12C.

Theo thang mới này: O = 15,9994 và H = 1,0079, do đó HO = 1,0079*2 + 15,9994 = 18,0152 còn C = 12,011.

      Trong tính toán định lượng các công thức hóa học, không đòi hỏi độ chính xác cao, chúng ta chỉ chú ý đến 2 con số lẻ sau dấu phẩy để lấy số tròn, chẳng hạn O = 15,9994 được lấy tròn là O = 16, H = 1.. Do đó, thang cũ hay thang mới không ảnh hưởng đối với chúng ta.

      2. Dùng đồng vị 14C để xác định niên đại của di vật khảo cổ có nguồn gốc thực vật (chẳng hạn muốn xác định niên đại của áo quan trong ngôi mộ cổ).

        Tia vũ trụ rất nguy hiểm vì nó phát ra hạt nơtron. Chính nhờ có lớp khí ozon (O3) ở tầng cao khí quyển chặn lại mà tia vũ trụ không xuống được đến mặt đất.

       Hạt nơtron của tia vũ trụ khi tác dụng với nguyên tử nitơ có đồng vị 14N  thì tạo thành 14C. Đồng vị 14C không bền, bị phân hủy tự nhiên với chu kì  bán hủy T = 5570 năm (có nghĩa là sau 5570 năm, lượng 14C chỉ còn có một nửa so với lúc ban đầu).

       Nhờ hiện tượng quang hợp mà cây cối hấp thụ khí CO2 có trong khí quyển để sinh trưởng. Trong khí CO2 có một phần rất bé là 14CO2 (để dễ hiểu, cứ một triệu phân tử CO2 chứa nguyên tử cacbon bền bình thường thì có một phân tử CO2 có chứa đồng vị không bền 14C).

      Vì phản ứng tạo thành 14C trong khí quyển là liên tục, cho nên khi cây cối còn sống, hàm lượng của 14C trong đó coi như không đổi (lượng mất đi được bù lại bằng lượng hấp thụ vào). Khi cây cối đã chết, không còn hiện tượng quang hợp nữa, lượng 14C giảm theo một quy luật với chu kì T nói trên.

        Nếu bây giờ lấy một mảnh gỗ cùng kích thước, cùng loại gỗ, những còn mới nguyên, đem so sánh với mảnh gỗ của áo quan thì biết được ngay số lượng 14C trong mảnh gỗ áo quan của ngôi mộ cũ còn lại là bao nhiêu. Gỉai bài toán (phương trình vi phân đơn giản), chúng ta tìm ngay được niên đại của ngôi mộ.

        Đến đây, chúng tôi kết thúc nguyên tố cacbon với một nhận xét mà ai cũng biết rằng không có một vật thể sống nào trên trái đất này mà lại không chứa cacbon. Cho nên gọi hóa học hữa cơ hay hóa học của nguyên tố cacbon cũng đều đúng cả.

Lưu huỳnh (S)

      Là nguyên tố phi kim thứ hai được biết từ thời xa xưa. Trong thiên nhiên, nhiều nơi đã có những mỏ lưu huỳnh. Đó cũng lí do để con người sớm biết lưu huỳnh.

      Lưu huỳnh tự sinh đươc thấy ở những nơi gần các núi lửa hoạt động. Các khí thoát ra từ miệng núi lửa thường là những hợp chất lưu huỳnh , nên có giả thiết cho rằng lưu huỳnh tự sinh là kết quả của phản ứng các chất khí đó.

  2H2S + SO2 → 3S + 2H2O

      Ngoài ra, sự hoạt động lâu bền của các vi sinh vật trong đất cũng là nguyên nhân tạo thành lưu huỳnh tự sinh. Những mỏ lưu huỳnh này thường ở núi lửa và không có chứa tạp chất selen. Lí do đáng tin cậy ở chỗ, trong quá trình hoạt động để chuyển các hợp chất sunfua thành lưu huỳnh, các vi sinh vật đã tránh không đụng đến selen, một chất độc đối với chúng.

      Vào thời Hoome (khoảng thế kỉ 12 – 9 TCN) những người cổ Hi Lạp đã biết nói để tẩy trắng vải sợi. Người xưa tin rằng, cái mùi và màu xanh của ngọn lửa lưu huỳnh có thể xua đuổi được ma quỷ.

       Thời trung cổ đã biết dùng lưu huỳnh và hợp chất của lưu huỳnh để điều chế mỹ phẩm và chữa bệnh ngoài da. Thuốc súng có tên “lửa Hi Lạp” ,mà người Hi Lạp năm 670 đã dùng để đốt cháy chiến thuyền của Ai Cập, có thành phần (lưu huỳnh, than, diêm tiêu) và tỉ lệ gần như thuốc súng ngày nay.

       Tính chất cháy được và khả năng hóa hợp dễ dàng với nhiều kim loại làm cho lưu huỳnh có vị trí ưu đãi đối với các nhà giả kim thuật thời Trung cổ.

Những nguyên tố hóa học được tìm ra trong thời kì trung cổ

2013-12-04 06:02

    Năm nguyên tố sau đây: photpho, asen, antimony, bitmut và kẽm được nhiều người ghi nhận đã được tìm ra trong thời kì Trung cổ.

    Trừ photpho ra, đối với bốn nguyên tố còn lại đều không rõ ai là người tìm ra và tìm ra năm nào.

    Cho nên một câu hỏi logic đặt ra: tại sao lại đặt chúng vào thời kì trung cổ?

    Muốn vậy cần phải tìm hiểu những kiến thức hóa học đã tích lũy được trong mười hai thế kỉ của thời kì này.

    Người Ai Cập và Hi Lạp đã biết dùng cân. Đến khoảng thế kỉ 12, nhờ cải tiến cánh tay đòn, người Ả Rập đã nâng độ chính xác của cân lên đến 5mg. Những tài liệu còn lưu lại đến ngày nay cho biết những nhà giả kim thuật Ả Rập đã xác định được khối lượng riêng của 7 kim loại được biết thời bấy giờ với độ chính xác rất cao.

    Về hóa chất cơ bản, các axit vô cơ và kiềm ( xút, pootat và amoni) đã được sử dụng và nhờ đó người Trung cổ đã biết nhiều muối kim loại. Axit clohidric được điều chế bằng cách trộn axit sunfuric với muối ăn. Những thao tác rất cần thiết cho nghiên cứu hóa học như hòa tan, cô đặc, chưng cất, nung, kết tinh, kết tủa thăng hoa.. cũng đã được sử dụng.

    Nhờ sáng chế ra dụng cụ chưng cất, người ta đã làm ra được rượu nguyên chất. Châu Âu đã có được rượu trắng vào khoảng thể kỉ 11 – 12.

    Đến thế kỉ 13, người ta đã biết đến nước cường toab có thể hoàn tan được vàng. Ở Ý người ta đã biết dùng axit nitric để làm sạch vàng.

 

Các nguyên tố phóng xạ

2013-12-11 06:53
    Vào năm 1896, trong phòng thí nghiệm của nhà vật lý người Pháp là Becquerel xuất hiện một sự kiện lạ: một gói phim được bao bọc rất kỹ đột nhiên bị lộ sángmột bình đựng hợp chất kẽm sunfua để trên bàn tự nhiên phát ra ánh sáng màu lục. Nguyên nhân do đâu?
    Becquerel vội đi tìm hiểu nguyên nhân, vất vả như tìm kim đáy biển. Cuối cùng ông đã tìm ra nguyên nhân do một bình đựng hợp chất kết tinh màu vàng đặt ở trên bàn gây ra. Kinh nghiệm qua nghiên cứu, Becquerel đã vén lên bức màn bí mật và phát biểu trong luận văn của ông. Loại tinh thể màu vàng này chính là muối Kali Sunfat Uranyl. Đây là hợp chất có tính chất là phóng ra các tia bức xạ không nhìn thấy có thể làm cho phim ảnh bị lộ sáng, làm cho các chất phát quang phát sáng.
    Những nghiên cứu của Becquerel gây sự chú ý của bà Marie Curie. Bà đã cùng chồng là Piere Curie sau quá trình công tác gian khổ đến năm 1898 đã phát minh hai nguyên tố mới là Poloni và Radi là hai nguyên tố có tính phóng xạ còn mạnh hơn Urani. Do đó người ta gọi các nguyên tô' Urani, Poloni, Radi là 3 nguyên tố tự nhiên phát ra các tia bức xạ là các nguyên tố phóng xạ. Không lâu sau đó, người ta phát hiện thêm nhiều nguyên tố phóng xạ tự nhiên và nguyên tố phóng xạ nhân tạo. Tùy thuộc sự phát triển của khoa học kỹ thuật mà các nguyên tốngày càng được phát hiện nhiều hơn.
    Các bức xạ do các nguyên tố phóng xạ phát ra hết sức nguy hiểm. Khi các tia phóng xạ có cường độ lớn quá một mức độ nào đó sẽ giết chết tế bào, gây tổn hại cho cơ thể con người. Chính Becquerel là người đầu tiên “bị vạ” do tia phóng xạ. Một hôm ông đi giảng bài, bỏ quên một ông đựng Radi trong túi.Mấy ngày sau vùng da do cọ xát với ống chứa Radi phát ra các nốt mẩn đỏ là do các tia phóng xạ của Radi gây bỏng da. Pierre Curie trong quá trình tìm hiểu bí mật của nguyên tố phóng xạ đã dùng ngón tay mình làm thí nghiệm: ông để cho ngón tay chịu sự chiếu xạ của các tia phóng xạ, ban đầu ngón phát đỏ sinh ra các nốt bỏng sau đó gây hoại tử, phải chữa trị mấy tháng mới khỏi. Cu-rie đã ghi chép cẩn thận sự kiện xảy ra.
    Ngoài Radi, ngày nay người ta còn dùng Co - 60, Iiod - 132, Photpho 32 là những đồng vị phóng xạ để chữa trị bệnh ung thư. Người ta còn dùng nguyên tố phóng xạ để làm nguyên tử đánh dấu. Nếu cho uổng hoặc tiêm một lượng nhỏ chất phóng xạ vào cơ thể, các tia bức xạ sẽ xuyên qua các tổ chức mô của cơ thể và báo cho biết vị trí của nguyên tố phóng xạ trong cơ thể. Nhờ đó mà thầy thuốc có thể biết nơi nào của cơ thể có thể bị bệnh. Các chất phóng xạ không chỉ dùng trong chữa trị bệnh mà còn dùng trong quá trình sản xuất. Ví dụ người ta dùng nguyên tố phóng xạ để đo đạc trong luyện thép, nghiên cứu cấu trúc hợp kim, kiểm tra sự rò rỉ của đường ống nước, tìm nước ngầm v.v...
Items: 19 - 24 từ 25
<< 1 | 2 | 3 | 4 | 5 >>