История металлов химия доклад
Обновлено: 10.05.2024
Как и когда были открыты первые химические элементы? История открытия элементов уходит в глубокую древность. Когда человек впервые добыл огонь, он стал оставлять в лесах уголь, образовавшийся при сжигании дерева. Первое свое «художественное произведение» человек также сделал кусочком угля на стене пещеры.
История открытия химических элементов
В Каменном веке из камня высекались инструменты и оружие: наконечники для копьев, молотки и ножи. Жители древней Индии достигли замечательных результатов в искусстве обработки природных материалов. Их сосуды были изготовлены из глины, т. е. из соединений алюминия, кремния и кислорода.
Открытие первых металлов
Конечно, в то время ни у кого не возникала мысль, что существуют химические элементы, или что глина и камень состоят из каких-то отдельных частей. Время шло, и человек стал овладевать тем, что окружало его, он начал извлекать элементы из материалов, которые находил в земле, и обрабатывать их. Эту «богатую землю» мы теперь называем рудой.
Галенит, или сульфид свинца,— довольно широко распространенная руда. И древние люди получали свинец из галенита при помощи процесса, который был, по существу, открыт случайно. Из свинцовой руды, смешанной с углем, на костре выделялись капельки чистого металлического свинца.
Другой рудой, известной древнему человеку, была киноварь, или сульфид ртути. При нагревании этой руды происходит химическая реакция, в результате которой образуется чистая ртуть.
Любознательность человека и его способности обрабатывать материалы постепенно росли; он открыл самородную медь и научился извлекать медь и олово из их руд. Смешав медь и олово, он получил бронзу. Это знаменовало столь важный этап в человеческой истории, что мы называем его Бронзовым веком.
В этот период изготавливались замечательные инструменты и оружие, а также чрезвычайно тонкие ювелирные изделия. Отсюда возникла металлургия как наука.
Железный век начался за тысячу лет до нашей эры, с момента открытия выплавки железа. На самом деле железо, видимо, неоднократно открывалось и переоткрывалось и до того времени. Оно впервые было обнаружено в золе больших костров, раскладывавшихся возле скал, содержащих красную руду.
Из железа делали молотки, шила, ключи, гребни и, конечно, оружие. В те времена подъем и падение цивилизации были непосредственно связаны со степенью развития металлургии, с мастерством ремесленников различных народов.
Главное, человек научился извлекать элементы из окружающей природы, из руд, содержащих эти элементы. Первоначально метод был весьма грубым и сводился к использованию тепла и в некоторых случаях угля. Для его реализации требуется только костер, и его, конечно, легко воспроизвести в лаборатории.
Поместим кусочек руды, например свинцовой, на графитовую пластинку и нагреем ее. В результате образуется относительно чистый кусочек свинца.
Как только металл был извлечен из руд, или открыт в чистом виде, как это имело место в случае золота, первобытный человек быстро обнаружил, что металлу можно придавать различную форму. Он научился ковать металл и даже изготавливать тонкие, как листок, пластины.
Затем первобытный человек научился обращаться с некоторыми другими химическими элементами, хотя, конечно, не знал и не подозревал, что имеет дело с элементами.
Естественно, он овладел углеродом в виде угля. Он также знал серу и элементы, которые находятся в природе в самородном состоянии: золото, серебро и медь. Он научился извлекать чистые металлы — медь, ртуть, свинец и олово — из руд.
Но, очевидно, главным достижением человека стало его умение получать металлическое железо из руд. Распространение железа среди некоторых народов определило до некоторой степени размещение центров цивилизации на заре металлургии.
До нашей эры эти девять химических элементов и были известны человеку, они извлекались и использовались вполне сознательно. Если эти элементы разместить в современной периодической таблице, то некоторые из них окажутся весьма близкими по своим химическим свойствам.
Медь, серебро и золото — все они имеют сходные свойства. То же относится к олову и свинцу. Химические символы этих девяти элементов таковы:
- С (углерод)
- Си (медь)
- Аи (золото)
- S (сера)
- Ag (серебро)
- Hg (ртуть)
- Fe (железо)
- Sn (олово)
- РЬ (свинец)
История открытия химических элементов в средние века
Ничего значительного в области открытия химических элементов не было сделано до периода, который называется Средними веками. В эти времена появились алхимики. Они работали с помощью примитивного оборудования — реторт, ступок с пестиками, которые теперь для нас имеют лишь символическое значение.
Алхимики ставили различные опыты, начиная от таких, которые относятся к области магии (например, поиски эликсира жизни), и до экспериментов, которые предшествовали современной химии.
Алхимики часто говорили о «философском камне», с помощью которого они надеялись превращать обычные металлы в золото. Сейчас трудно сказать, что они принимали за это мифическое вещество. Возможно, это не была какая-то определенная вещь и даже не камень. Некоторые историки полагают, что это был сульфид ртути, но другие придерживаются иного мнения.
Если не считать этих бесполезных попыток, то алхимики первыми осуществили ряд важных химических экспериментов. Они, например, извлекали металлы из руд, хотя это и не было чем-то необычным по сравнению с предшествующими достижениями металлургии.
Открытие кислот
Наиболее важным их творением явились кислоты, которые много позднее стали основными продуктами промышленной химии.
Один их эксперимент состоял в нагревании вещества, подобного сульфату железа, и выделении того, что они называли купоросом. Это соединение теперь известно как серная кислота.
Алхимики умели также получать соляную и азотную кислоты и изготовляли другие химикалии: поташ и карбонат натрия, которые позднее оказались важными промышленными продуктами.
Несмотря на их некоторые чуждые нам методы и цели, алхимики заслужили признание, так как они интересовались и теорией, и практическими исследованиями. Те знания, которые они накапливали путем экспериментирования, они пытались систематизировать с помощью записей и зарисовывания своих опытов. Они считали, что элементарными веществами природы являются огонь, земля, вода и воздух, и стремились установить логические отношения между этими четырьмя «элементами». В известном смысле их причудливая схема была предшественницей нашей современной периодической системы.
Открытие мышьяка, сурьмы и висмута
Несомненно, алхимики оказали большое влияние на развитие химии. Они сделали массу открытий и в течение XII-XIV столетий сумели обнаружить три важных химических элемента: мышьяк (As), сурьму (Sb) и висмут (Bi). Все они входят в одно и то же химическое «семейство» и расположены в нашей современной периодической таблице в одной вертикальной колонке.
Сходство между этими тремя элементами показывает, что грубые химические методы алхимиков, вероятно, сводились к одному определенному типу экспериментов, в которых химические свойства определенного типа играли важную роль.
После этого трио (мышьяк, сурьма, висмут) в течение нескольких столетий не было открыто новых элементов, за исключением платины, которая была выделена в Мексике примерно к середине XVI столетия. Ее название происходит от испанского слова и означает «малое серебро».
В XVIII веке платина использовалась, видимо, только для подделки золотых монет. В течение нескольких лет в начале XIX столетия Россия чеканила платиновые монеты.
Ни об одном из тринадцати элементов, известных к середине XVII столетия, мы не знаем, когда и кем он был открыт. То же самое можно сказать и о цинке, который был выделен в чистом виде в конце XVII века или, возможно, несколько раньше.
Но к этому времени наука начала принимать вполне современную форму. Люди стали изучать природу, химию, элементы ради тех знаний, которые можно извлечь из их исследования. Новые открытия регистрировались и публиковались.
Правда, и ученые Древней Греции интересовались наукой ради самой науки. Они даже создали хорошо разработанную атомную теорию, которая во многих отношениях сходна с современной атомной теорией. Однако греческие ученые не любили производить экспериментов, и поэтому их теории так и оставались на бумаге и никогда не развивались.
Открытие фосфора
Первым химическим элементом, который был открыт одним человеком и который действительно может рассматриваться как его детище, оказался фосфор, что означает «носитель света».
Фосфор был открыт алхимиком и торговцем по имени Хенниг Бранд во время поисков им «философского камня», в Гамбурге (Германия) в 1669 г. Бранд получал фосфор из сухого остатка мочи, но держал процесс изготовления в секрете. Он обнаружил, что новое вещество обладает замечательным свойством: оно ярко сияет в темноте, после того как некоторое время выдерживается на свету. Бранд придумал массу забавных фокусов с фосфором и показывал их своим знакомым, неплохо зарабатывая на демонстрации этих опытов. Позднее было установлено, что фосфор является химическим элементом, и он получил свое название.
Кобальт был открыт в 1737 г., а никель четырнадцать лет спустя. Кобальтовые и никелевые руды первоначально ошибочно были приняты за медную руду, а так как из них не удавалось извлечь медь, то считалось, что в этих рудах сидят злые духи. Отсюда их названия — кобальт (домовой) и купферникель (дьявольская медь),’—сохранившиеся и до настоящего времени.
Открытие водорода
Водород легко получить, положив кусочек металла в раствор кислоты, например в соляную кислоту. При этом выделяются пузырьки водорода. Тот факт, что при опускании металла в кислоту образуются пузырьки, был установлен давно, но никому не приходило в голову, что выделяющийся газ отличается от других известных газов.
И только Генри Кавендиш в 1766 .г. изучил свойства газа, образующегося в этой реакции, и точно описал его. Когда позднее выяснилось, что этот газ при сгорании образует воду, он был назван гидрогеном, или воду рождающим (водород).
Открытие азота и кислорода
В 70-е годы XVIII века многие ученые стали производить опыты с обычным воздухом, пытаясь обнаружить, из чего он состоит.
Даниэл Резерфорд открыл, что при горении или дыхании используется только часть данного объема воздуха. Например, если мы зажжем свечу и поместим ее в закрытый сосуд, то свеча некоторое время погорит, а затем погаснет. При горении расходуется часть воздуха, и свеча отказывается гореть в оставшейся части его. Если вместо свечи поместить в сосуд мышь, то и она, использовав часть воздуха, умрет.
Резерфорд исследовал газ, который остается после того, когда гаснет свеча или у мыши останавливается дыхание. Оказалось, что этот газ отличается от обычного воздуха. Он не поддерживает горения, и животные не могут в нем жить.
Одновременно с Резерфордом еще ряд ученых, а именно Кавендиш’ Джозеф Пристли и Карл Шееле проводили подобные работы. Однако Резерфорд был первым, кто точно описал азот. Вот почему именно Резерфорд считается первооткрывателем азота.
Примерно в тот же период многие ученые изучали другой основной компонент воздуха — кислород.
Пристли подогрел красный порошок, окись ртути, сфокусировав на него с помощью линзы пучок света, и обнаружил, что образующийся при этом газ очень эффективно поддерживает горение. Так он открыл кислород.
В действительности шведский химик Шееле произвел подобные эксперименты, видимо, несколько ранее, но он с запозданием опубликовал свою работу.
Затем известный французский ученый Антуан Лавуазье исследовал природу горения. Он показал, что когда металлы, подобные магнию, горят, то они соединяются с кислородом, увеличивая свой вес. Это открытие явилось важным вкладом в химию.
Таким образом, число элементов, известных человеку к середине 70-х годов XVIII века, достигло двадцати.
Сплавы: древние и новые
В чистом виде металлы используются редко. В то же время нас окружают различные соединения металлов и их сплавы. Сплавы — это вещества, состоящие из химических элементов, хотя бы один из которых является металлом. Сплавы включают основу (один или несколько металлов), малые добавки специально вводимых в сплав легирующих и модифицирующих элементов, а также примеси (природные, технологические и случайные).
Очень давно было замечено, что если смешать расплавленные металлы и остудить полученную смесь, то получится вещество, свойства которого отличаются от свойств каждого из металлов.
В состав сплавов могут входить только металлы или металлы с неметаллами. Свое название сплав обычно получает от названия элемента, который содержится в нем в самом большом количестве и составляет основу. Так, если основой является железо, то сплавы называются черными. А если основа — цветной металл, то и сплавы называются цветными. Существуют также сплавы редких металлов и сплавы радиоактивных металлов.
Самые распространенные черные сплавы — сталь и чугун. Оба являются смесью железа и углерода, однако чугун содержит углерода намного больше, чем сталь. Помимо этого в чугун входят сера, фосфор, марганец и кремний. В сталь также добавляются эти элементы, но в гораздо меньших количествах. Чугун — хрупкий материал. Его используют там, где не требуется ковка. А вот сталь не только прочна, но и пластична, поэтому она широко применяется в металлических конструкциях, механизмах, деталях, режущих инструментах и т.д. В домашней обстановке нас окружают изделия из нержавеющей стали: ножи, вилки, ложки, ножницы, терки, кастрюли.
Существуют различные способы получения сплавов. Если смешивают расплавленные компоненты, а затем производят кристаллизацию полученного расплава, то получают литой сплав. Кристаллизация — это процесс перехода из жидкого состояния в твердое. При этом образуется соединение с кристаллической структурой. Если же смешивают порошки компонентов, а затем спекают смесь при высокой температуре, то получают сплав, который называется порошковым.
Наиболее распространенные сплавы меди — бронза и латунь. Сплав меди с оловом называют бронзой. Еще в III тысячелетии до н. э. из меди изготавливались орудия труда, так как ее залежи в то время были огромны. Сначала медь соединяли с мышьяком — такую бронзу называли мышьяковой. Ее изготовление наносило вред здоровью работников, потому что мышьяк ядовит. Недаром кузнецы в древности описывались как уродливые люди, а бог Гефест, работавший с металлом, считался хромым. Позднее установили, что если медь соединить с оловом, то получается вещество, лучше поддающееся литью. Так была получена оловянная бронза. В наше время бронза применяется в машиностроении для изготовления различных деталей.
Сплав для авиации
Дюралюминий — соединение алюминия с медью, магнием и марганцем. Применяется в авиационной промышленности и авиастроении.
Откуда взялся Фунт Стерлингов
Стерлинг — название сплава из 92,5% (и выше) серебра и 7,5% других металлов, обычно меди (серебро 925-й пробы и выше). Чистое серебро 999-й пробы слишком мягкое и не подходит для создания больших предметов, поэтому его обычно сплавляют с медью, чтобы придать прочность и при этом сохранить пластичность и красоту благородного металла.
Название «стерлинг» появилось в XII в. Первоначально так называли древнюю английскую серебряную монету. 240 монет весили 1 фунт (453,6 г). Стоимость крупных покупок рассчитывали в фунтах стерлингов. С другой стороны, это был способ проверки полновесности монет: если вес 240 монет не был равен 1 фунту, монеты могли быть фальшивыми или слишком изношенными.
История металла, в каких годах был обнаружен
Есть в настоящее время 97 известных металлов , до 19 — го века, только 47 были обнаружены и из этих металлов, 33 из них были обнаружены в 18 — м веке. Семь металлов, которые люди идентифицировали и нашли применение в доисторические времена, были названы металлами древности . Они состояли из золота, серебра, меди, олова, свинца, железа, ртути.
Металлы древности
Золото
Золото было обнаружено примерно в доисторические времена, в каменном веке. Оно использовалось для денежных систем. Золото было найдено путем просеивания песка возле рек и пляжей, обнаружив твердые частицы золота. Во время правления царя Креза (561 — 547 гг. До н.э.) чеканились первые монеты из чистого золота
Медь была обнаружена примерно в доисторические времена и была очень значительным открытием, поскольку все первые инструменты, оружие и приспособления были сделаны из меди. В северном Ираке был обнаружен медный кулон, который, как полагают, датируется примерно 8700 г. до н.э.,
Серебро
Серебро было обнаружено примерно в 3000 году до нашей эры и в основном использовался в денежных системах, особенно в Римской и Китайской империях. Этот тип серебра представлял собой грубую огранку, известную как рубленое серебро, которую можно было использовать в торговле или для хранения богатства. В древней культуре серебро также можно было использовать для изготовления украшений, посуды и предметов, используемых в религиозных ритуалах.
Свинец
Свинец был обнаружен в древние времена и использовался для различных вещей. Римляне использовали этот металл для производства водопроводных труб и в качестве облицовки для ванн. Фактически, один из самых старых известных свинцовых артефактов, которому, как считается, 5820 лет, — это статуя, найденная в храме Осириса на месте Абидоса.
Олово
Олово было обнаружено примерно в 2100 году до нашей эры и использовалось как полироль для предотвращения коррозии, а также в качестве сплава. Например, олово и медь производили бронзу в процессе плавки, которое включало нагревание двух материалов с целью их плавления в жидкую форму. В этом случае олово и медь смешиваются вместе, образуя жидкую бронзу, которую затем охлаждают, чтобы создать металл.
Железо
Железо было обнаружено около 3500 г. до н.э. в процессе плавки. Это породило железный век примерно в 1200 году до нашей эры, когда металл обычно использовался для изготовления инструментов и оружия.
Ртуть
Ртуть была обнаружена около 1500 г. до н.э. Каждая цивилизация, знающая о ртути (Китай, Греция, Рим и некоторые части Индии), имела свои легенды о ртути, начиная от использования ее в качестве лекарства и заканчивая талисманом. Ртуть также была объединена с серой для создания красноватого минерала, который использовался в качестве пигмента для окрашивания одежды и полотенец. Он также использовался, чтобы помочь мех склеивать в фетровых шапках в 18 — м и 19 — го века.
Основные металлы и когда они были приблизительно открыты
Другие металлы
Трансурановые элементы
Металлический забавный факт
Знаете ли вы, что существует множество различных типов стали, включая нержавеющую сталь, оцинкованную сталь и углеродистую сталь?
Вы хотите сдать металлолом в Симферополе?
Если вы хотите сдать металлолом в Симферополе, то вы попали в нужное место. Продажа металлолома — отличный способ заработать дополнительные деньги, а также оказать положительное влияние на окружающую среду.
История возникновения химии
История возникновения химии делится на несколько этапов, начиная от древнего мира и до современности.
Химия – это одна из естественных наук, т.е. наук об окружающем мире, природе и явлениях, происходящих в ней, превращениях веществ.
Еще в глубокой древности человек заметил, что вещества способны изменяться, превращаться в другие, обладающие новыми свойствами.
Костер стал первой химической лабораторией человека. После обжига глины в огне она становилась прочной, из нее можно было делать нехитрую посуду. На огне человек научился готовить пищу из мяса убитых животных, плодов растительного мира. Здесь же человек случайно получил первые металлы – медь, олово, свиней, а также стеклянные изделия из, казалось бы, обыкновенных камней.
Так появились первые, как мы сейчас говорим, химические ремесла – гончарное и металлургическое. Примерно 7000 лет назад человек научился выплавлять медь и делать из нее различные изделия – орудия труда, предметы домашнего обихода, оружие. Этот период в истории древней цивилизации получил название медный век.
К 4000 г. до н.э. наступил новый этап в истории возникновении химии, люди научились выплавлять бронзу – сплав меди с оловом, который был гораздо более твердым, чем медь. Бронза же сразу стала использоваться для изготовления мечей, наконечников стрел и копий, щитов. Наступил бронзовый век.
В последнее тысячелетие до новой эры человек овладел способом получения железа из руд. Это стало поворотным моментом и в истории металлургии, и в истории общества. Так пришло время железного века, который на самом деле продолжался много сотен лет.
В те давние времена люди могли получать не только металлы. Стекло фаянс, минеральные и растительные краски, чернила, косметика и лекарственные препараты – вот далеко не полный перечень изделий, которые мог изготовить человек уже тогда с помощью различных химических превращений.
На рубеже старой и новой эры зародилось и само понятие «химия». Есть несколько версий проявления этого термина. По одной из них это связано с древним названием Египта «Хем» и производным от него «хеми» — египетское искусство. По другой версии считается, что слово «химейя» — выделения соков, а затем и плавки металлов, происходит от древнегреческого «химос», т.е. сок, литье.
В середине первого тысячелетия новой эры, после падения Древнего Рима, центр цивилизации переместился на Ближний Восток. Именно там арабы преобразовали слово «химейя» в «алхимия». Под этим словом понимались все знания, связанные с превращением веществ как практические, так и теоретические.
А главной теоретической идеей алхимии в течение почти полутора тысячи лет было превращение неблагородных металлов в благородные (золото и серебро) под действием так называемого философского камня. С помощью этого мифического «эликсира» надеялись также излечить все болезни и даже сделать человека бессмертным. Последователей этой идеи на арабском Востоке, а затем и в Европе стали называть алхимиками. Алхимиками были практически все ученые средневековья, монахи, врачеватели и даже короли.
Все их усилия получить дешевое золото оказались, конечно, бесплодными. Однако целый ряд практических достижений как алхимиков, так и ремесленников-практиков оставил заметный след в истории возникновении химии. Было получено много новых веществ, прежде всего важнейшие кислоты (серная, соляная, азотная), изобретены различные приборы и приспособления, которые с тех пор стали широко использоваться в химии.
Химия постепенно становилась все более практической областью деятельности, основной задачей которой становилось удовлетворение растущих потребностей общества: получение металлов из руд, пороха, стекла, красок, мыла и многих других, не менее необходимых для жизни веществ. Появились первые книги по практическим способам получения металлов, обработки различных веществ. Поиск эликсира долголетия привел к развитию медицинского направления – иатрохимии, которая с начала XVI в. стала основным видом деятельности химиков, постепенно заменяя прежние – попытки получения благородных металлов из неблагородных.
В алхимию все больше и больше проникало научное начало, желание узнать элементарную природу веществ, причины их способности превращаться в другие вещества. Ученые пытались дать разумные объяснения таким важнейшим для практики процессам, как горение, восстановление металлов из руд и окисление металлов.
В работе английского химика и физика Роберта Бойля было впервые дано научное определение понятия химический элемент, положено начало химическому анализу. Экспериментальные исследования Бойля стали началом химии как настоящей науки. Именно Бойль отбросил от названия «алхимия» приставку «ал», тем самым как бы открыв новый период в жизни истории возникновения химии.
Превращению химии в настоящую науку в XVIII в. способствовали многие ученые, в том числе русский ученый М. В. Ломоносов и французский – А. Лавуазье. На основе многочисленных опытов по изучению процессов горения и окисления металлов они независимо друг от друга пришли к формулировке одного из самых важных законов химии – закона сохранения массы веществ при химических реакциях.
В XVIII в. было открыто много новых элементов, в том числе кислород, водород, азот. Было доказано, что воздух является смесью газов, а вода – сложным веществом.
В начале XIX в. английский ученый Д. Дальтон заложил основы химической атомистики, составил первую таблицу атомных весов, а итальянец А. Авогардо ввел в обиход понятие молекула. Атомно-молекулярное учение стало основной химической теорией. Особенно большая роль в ее развитии в начале XIX в. принадлежит виднейшему шведскому химику Я. Берцелиусу. На основе теории Дальтона он осуществил реформу химии: разработал систему символов элементов, с помощью которых стали записывать формулы и уравнения. Он построил шкалу атомных масс, близкую к современной, ввел в обиход множество терминов и понятий, которые мы используем и сейчас.
В середине XIX в. русский ученый А. М. Бутлеров заложил основы теории строения органических соединений. В 1869 г. другой русский ученый Д. И. Менделеев открыл периодический закон химических элементов. Эти две научные идеи вместе с атомно-молекулярным учением стали основой современной химии.
Химия становилась такой большой наукой, что разделилась на отдельные ветки, такие, как органическая, неорганическая, аналитическая химия, и а позже – физическая химия, биохимия, агрохимия, химия твердого тела и др.
В настоящее время химия стала не только одной из важнейших областей человеческого знания, но и полем практической деятельности многих людей – ученых, инженеров, рабочих и др. Без химии невозможна жизнь современного общества. Она играет ключевую роль в обеспечении людей продовольствием, одеждой, энергией, тысячами самых разнообразных веществ, многих из которых просто нет в природе.
Химия – это наука, которая постоянно изменяет окружающий мир. Вместе с другими естественными науками она помогает глубже познать тайны природы и законы ее развития, сделать жизнь на Земле лучше для каждого человека.
История металлов
Не будет преувеличением, если сказать, что в любой сфере человеческой деятельности присутствуют металлы. Они повсюду. Столовые приборы, множество инструментов, автомобили, железные дороги - всё это достижения человечества, которые были достигнуты благодаря металлам и их сплавам. Металлы используются уже на протяжении многих тысячелетий, и с древнейших времён ценились те, кто умел обращаться с металлом и изготавливать из него разнообразные орудия труда.
В качестве доказательство хотелось бы привести одну притчу, которая повествует о действительной значимости лиц, "владеющих" металлом:
Царь Соломон по окончании строительства Иерусалимского храма решил прославить лучших строителей и пригласил их во дворец. Даже свой царский трон уступил он на время пира лучшему из лучших - тому, кто особенно много сделал для сооружения храма.
Когда приглашенные явились во дворец, один из них быстро взошел по ступеням золотого трона и сел на него. Его поступок вызвал изумление присутствующих.
- Кто ты и по какому праву занял это место? - грозно спросил разгневанный царь.
Незнакомец обернулся к каменщику и спросил его:
- Кто сделал твои инструменты?
- Кузнец - ответил тот.
Сидевший обратился к плотнику, столяру:
- Кто тебе сделал инструменты?
- Кузнец, - отвечали те.
И все, к кому обращался незнакомец, отвечали:
- Да, кузнец выковал наши инструменты, которыми был построен храм.
Тогда незнакомец сказал царю:
- Я кузнец. Царь, видишь, никто из них не мог бы выполнить свою работу без сделанных мною железных инструментов. Мне по праву принадлежит это место.
Убежденный доводами кузнеца, царь сказал присутствующим:
- Да, кузнец прав. Он заслуживает наибольшего почёта среди строителей храма.
В древности деятельность кузнеца заключалась не только в обработке металла. Труд кузнеца включал в себя всю полную цепочку от добычи руды до создания готово изделия. А это подразумевало наличие огромных знаний и навыков. Поэтому профессия кузнеца всегда была в почёте.И даже одна из финских поговорка отмечает, что с кузнецом не положено говорить на "ты". Кузнечное знание чаще всего передавалось из поколения в поколение. И во многих исторических фильмах можно лицезреть отца кузнеца и снующих вокруг батьки детей, желающих испробовать себя в деле.
Великий философ Древнего Рима Тит Лукреций Кар в I веке до нашей эры писал:
"Прежде служили оружием руки могучие, когти, зубы, каменья, обломки ветвей от деревьев и пламя, после того, как последнее стало людям известно. После того была найдена медь и порода железа. Все-таки в употребление вошла прежде медь, чем железо. Так как была она мягче, притом изобильней гораздо. Медным орудием почва пахалась, и медь приводила битву в смятенье, тяжкие раны везде рассевая. Скот и поля похищали при помощи меди, легко ведь все безоружное, голое повиновалось оружию. Начали мало-помалу мечи из железа ковать. Вид же оружия из меди в людях возбуждать стал презрение. В это время и землю возделывать стали железом, и при войне с неизвестным исходом равнять свои силы."
Данное писание наглядно показывает нам деление всех истории человечества на периоды: каменный, медный и железный века. В первой половине XIX века учёными К. Томсеном и Е.Ворсо данный перечень был дополнен еще одним пунктом. В итоге мы с вами видим то, что многие знаю еще со школы:
КАМЕННЫЙ ВЕК
МЕДНЫЙ ВЕК
БРОНЗОВЫЙ ВЕК
ЖЕЛЕЗНЫЙ ВЕК
Каменный век
Время, когда в своей деятельности человек использовал то, что было под рукой. В ход шли камни, кости, дерево и другие материалы, которые давала природа. Со временем человек научился обрабатывать данные инструменты. Как следствие, улучшалось их полезное свойство. Наибольшую значимость имели камни. Человек сразу понял на сколько они полезны. Если в первое время камни использовались в обычном виде, то постепенно человек научился откалывать их, улучшая тем самым коэффициент полезного действия данного инструмента. А спустя какое-то время камни начали подвергаться сверлению, шлифовке и полировке, придавая им дополнительные преимущества. Без преувеличения камень играл одну из важнейших ролей в обиходе человечества на протяжении сотен лет.
Медный век
Медный век охватывает приблизительно период с IV по III тысячилетия до н.э. В это время начинается активное использование меди. В книге Р. Малиновой и Я. Малина "Прыжок в прошлое: Эксперимент раскрывает тайны древних эпох" высказывается предположение, о том, что человеку случайна попала в руки медь вместе с теми камнями, которые он использовал. Поскольку в природе в самородном виде медь и золото встречается чаще, чем, например, серебро и тем более железо, то первым металлом, с которым человека познакомился, стала медь и золото. Именно из них наши предки стали делать украшения и различные орудия труда. Первые изделия из меди делались посредством обычных ударов. Но эти предметы были мягкими и хрупкими, поэтому быстро ломались и затуплялись. Прошло большое количество времени, но наши предки выяснили, что при воздействии больших температур медь начинает плавиться и превращается в текучее вещество, которое может принять любую форму. Приноровившись, человек смог создавать действительно острые инструменты, пригодные для заточки. И даже если инструмент ломался, ничто не мешало переплавить орудие в новый предмет. Первые опыты с медью послужили началом в развитии металлургии и кузнечного дела. Спустя тысячелетия человек начал использовать не только металлы в чистом виде, но и металлосодержащие руды. На вопрос о том, как же человек пришёл к тому, чтобы начать извлекать металлы из рудных камней, учёные не могут ответить до сих пор. Вокруг можно услышать только одни предположения. Тем не менее, это позволило увеличить производительность металлических изделий.
Продолжая экспериментировать, наши предки изобрели закрытую печь. А для повышения температуры внутри печи придумали систему подвода необходимого для этого кислорода. Изначально это было естественный приток воздуха, но со временем была разработана система искусственного поддува. Для этих же целей стал использоваться древесный уголь, который обладает огромной теплотворной способностью.
Бронзовый век
В один прекрасный момент эксперименты наших предков позволили получить новый металл. Сплав меди и олова позволил создать бронзу. Это послужило началу новой эпохе - Бронзовому веку. По мнению учёных бронза стала известной человечеству в 3500 году до н.э. Олово наши предки получали, выплавляя его из камня - касситерит. Олово по своим свойством является мягким и непрочным, но в комбинации с медью получается металл гораздо твёрже меди. Придя к более совершенному знанию в области металлургии, наши предки стали изготавливать орудия труда из бронзы. Это позволило совершить очередной толчок вперёд в развитии человечества.
Железный век
И в какой-то момент человек начал использовать железо. Активное его применение в металлургии началось примерно с 1200 г. до н. э. до 340 г. н. э. Причины, которые послужили столь позднему освоению данного металла, следующие. Во-первых, температура плавления железа достаточно высокая, а достичь таких градусов в старых металлургических печах было невозможно. Вторая причина, а возможно и самая главная заключается в том, что железо само по себе не такой уж и твёрдый металл. Лишь когда человек экспериментально дошел до "сплава" железа и углерода, началось активное использование железа в изготовлении орудий труда, т.к. именно это соединение позволило придать железу конкурентоспособную твёрдость.
Самым древних способом получения железа считается сыродутный процесс. Когда железо получали из руды в небольших печах, создаваемых в первое время в земле. Сыродутным этот способ называется из-за того, что воздух в печь подавался через поддув холодного "сырого" атмосферного воздуха. Данный процесс не позволял достичь температуры плавления железа 1537 градусов, а держался максимально на уровне 1200 градусов, что позволяло создать атмосферу варки железа. Железо после температурной обработки концентрировалось в тестообразном виде на дне печи, образуя крицу (железную губчатую массу с частицами несгоревшего древесного угля и примесями шлаков). Из крицы, которую извлекали в раскаленном виде, можно было что-то делать, только после очистки от шлаков и устранения губчатости. Для этого осуществлялась холодная и горячая ковка, которые заключались в периодическом прокаливании крицы и её проковывании. В результате создавались заготовки, которые можно было использовать для создания железных изделий. Весь процесс, как вы заметили, достаточно сложен и длителен, поэтому железо начали применять в металлургии так поздно. И даже сегодня, в век высоких технологий, обработка железа сильно изменилась, но главное, что данный металл остается основным материалом во всех сферах человеческой жизнедеятельности.
Читайте также: