болған. Шарап ыстықтың әсерінен быжып, өзінен-өзі сірке суына айналатындығын байқап, оны тамаққа қосса дәм кіргізетінін біліп, кейбір сырқатқа ем болатынына көзі жетіп, тіпті дәрілік мақсатта да пайдалана бастаған. Сондықтан болар өте ерте замандағы адамзат өкілдері қалдырған қолжазбалардан алдымен сірке қышқылын кездестіруге болады. Латынның сірке суының «асеtium» деген сөзіне үндестіріп қышқылдың атауын «асіd» деп алған.
Бұл әдістемелік нұсқауды дайындаудағы басты мақсат – химия білімі мен ғылымы үшін ерекше маңызды қарым-қатынас құралына айналған қышқылдар, негіздердің ертедегі тарихынан бастап, 20 ғасырдың екінші жартысында жарияланған ғылыми-әдістемелік еңбектердегі жаңалықтар, қышқылдар мен негіздердің алғашқы таныла бастағаннан оның әрі қарай қышқылдық-негіздік өзара әрекеттесулерді түсіндіретін теориялардың механизмдері, болжамдары, салдары оның қажеттігі мен кемшілігі баяндалған.
Бұл қышқылдық-негіздік теориялардың құдіретін оқытушылар, жас ғалымдар мен жалпы ізденушілер қауымына жеткізу үшін, осы кезге дейін химия оқулықтарында жинақталған ақпараттар мазмұнының аздығына орай, қосымша көмекші құрал ретінде әдістемелік нұсқауды ұсынып отырмыз.
I тарау. ҚЫШҚЫЛДАР МЕН НЕГІЗДЕР ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ ДАМУ ТАРИХЫ
1.1 Адамзат қоғамы таныған алғашқы қышқылдар мен негіздер
Күкірт қышқылын парсы алхимигі Әбубәкір әл-Рази ашқан деген дерек бар. Дегенмен адамзат баласы онымен мыңдаған жылдар бұрын танысуы да ғажап емес. Оған күкірт қышқылының тұздарын – ашудастарды мата бояуда қолдана бастағаны дәлел. Бояланатын маталар алдын-ала ашудастар – калий және алюминий сульфатынан құралған қос тұздардың ерітіндісіне малынып кептірілген. Тек сонда ғана маталар бояуды өзіне сіңіріп ұстап қалатын болған. Алхимиктер болса ашудастың құрамын зерттеп оны жасанды жолмен алуға да талаптанған. Ашудастардан күкірт қышқылын бөліп алуды да сол замандарда тапқан.
Бертін келе химиктер күкірт қышқылын темір ашудастарынан да алуды үйренген. Ашудастар атауының пайда болғанына бірнеше мың жылдар өткенін ескерсек, біздің арғы атамыздың оның тілді үйіретін дәміне бола «ашудас» деп атап, алхимиктер заманынан бұрын қолданып, мата бояудың басытқысына айналдыра білгені даусыз. Сонау кезеңнен араб алхимиктері дайындаған ашудастарды сатып алып, керуенмен елге жеткізіп, мата, былғары, тері бояуға пайдаланғаны күмән тудырмас.
Тұз және азот қышқылдарын химиктер шамамен XIV ғасырда алған. Олардың «тұз спирті», «селитра арағы» деген атауларының өзі-ақ қандай заттар екенін анық көрсетіп тұр. Ас тұзынан тұз қышқылын бөлу оңай болмағаны анық. Ол үшін ас тұзын темір сульфатымен араластырып, қатты қыздырғанда бөлінетін газ күйіндегі хлорсутекті суға сіңіріп, тұз қышқылын алған. Дәл осылай темір сульфатына селитра қосып қатты қыздырғанда бөлінген азот қышқылын суға жіберіп ерітіндіге айналдырған.
Тұздарды зертханалық тәсілдермен алу жолдарын алғашқы жариялаған әйгілі неміс химигі, дәрігер Иоган Рудольф Глаубер. Ол ретортада натрий нитраты NaNO3 мен сұйық күкірт қышқылын (H2SO4) бірге айдау арқылы таза тұз және азот қышқылдарын алып, оларды дәрі-дәрмектер жасауға қолданған. Күкірт қышқылының көмегімен басқа да қышқылдарды алуға байланысты оған «Бүкіл қышқылдардың анасы» деп атау таққан. Қазіргі орта мектептің 8-сыныбының «Химия» оқулығындағы тұздарды металдар, оксидтер, қышқылдар мен негіздер және басқа да тұздардың көмегімен алудың 10 тәсілі сонау XVII ғасырда-ақ әйгілі болғанға ұқсайды.
Қышқылдарға тән ерекшелікті алғаш байқаған ағылшын химигі Роберт Бойль болды. Ол абайсызда тұз қышқылын шегіргүлге тамызып алады. Шегіргүлдің көкшіл-күлгін түсті гүлі ашық қызыл түске боялғанының күәсі болады. Роберт Бойль басқа да кейбір гүлдерге (раушан, көк тікен т.б) қышқыл тигізгенде олардың түсінің өзгергенін байқады. Әсіресе, оны таң қалдырғаны лакмус мүгінің күлгін түсті тұндырмасы болды. Ол қышқылдың әсерінен қызыл түске, ал сілтіге малығанда көк түске боялатынын көрсетті. Р. Бойль мұндай қабілетіне бола өсімдік сөлдеріне «индикатор» деген атау тақты. Латын тілінен аударғанда индикатор – көрсеткіш дегенді білдіреді. Сол кезден-ақ химиктер қышқылдардың ерітіндісін тану үшін индикаторлардың түстерінің өзгеруіне сүйене бастаған. Индикаторларды қолдану Р. Бойльдың жаңа қышқылдарды ашуына мүмкіндік берді. Мысалы, фосфорды жаққанда түзілетін ақ түсті ұнтақтың суға салғанда қышқыл табиғатын көрсетуіне орай «фосфор қышқылы» деп атады.
XVII ғасырдың соңына орай бор қышқылын ұсақ ақ түсті, қатты күйдегі қиыршақтар-кристалдар түрінде бөліп алды. Оны көп уақыт бойы «Гомбергтың тыныштандырғыш тұзы» деп атап келді, өйткені химиктер алғашқы кездерде қышқылдардың бәрі сұйықтықтар түрінде болады деп санаған.
XVIII ғасырдың ортасына дейін қышқылдардың кейбіреуін қаттылығына бола тұз деп шатастырған. Ол Карл Шееле жұмыстарынан да айқын байқалады. Ол қалыпты жағдайда бірнеше қатты кристал түріндегі қышқылдарды бөліп алады. Шарап тасымалдайтын ағаш бөшкелердің қабырғасында пайда болған қызыл түсті қабыршақты «шарап тасы» деп атады. Оған күкірт қышқылын қосып қыздырғанда еріп, салқындатқанда, әдемі мөлдір, қышқыл дәмі бар кристалдар бөлініп шықты. Осылайша «шарап тасы» деп жүрген қатты күйдегі зат шарап қышқылы