Аннотация: Опровергнуты научные представления о химических реакциях
Любая социальная наука в кризисные моменты своего развития не может полностью самостоятельно отрефлексировать собственные предпосылки. Для химии функцию "стороннего", осмысляющего взгляда выполнит философия. Одной из старых нерешённых проблем теоретической химии является проблема представлений о химических реакциях. При внимательном рассмотрении, выявляется, что разные авторы по-разному понимают одну и ту же химическую реакцию и дают ей разные определения. О непонимании химической реакции свидетельствует множество разноречивых определений одной и той же химической реакции, описанных в литературе. Ещё Декарт говорил: "Уточните значение слов, и вы избавите человечество от половины его заблуждений". Давайте же осмыслим и переосмыслим понятие химической реакции. Все существующие определения химических реакций ложные. Я хочу бросить упрёк многочисленным авторам, давшим свои собственные определения химическим реакциям. Ложные определения химических реакций стали следствием путаницы в умах авторов и произвола в составлении этих определений. Касаясь представлений о химических реакциях, мы должны признать, что над нами довлеет психическая инерция. Согласно сложившимся научным представлениям "Химическая реакция - это превращение одного или нескольких веществ в другое вещество, с иным строением и химическим составом". Такие представления являются ошибочными.
В философском смысле химическая реакция - это не что иное, как явление. Чтобы понять химические реакции мы должны прибегнуть к категориям: явление, сущность явления, следствие явления, механизм явления, формы явления. В отличие от химиков первоклассники не смешивают явление и следствия явления. Описывая явление дождя, любой первоклассник различает само явление (выпадение капель и потоков воды из облака) и следствие явления (лужа). Химики же имеют ошибочные представления о химических явлениях. Описывая химические явления, в характеристику явления они включают следствие явления (продукты химической реакции). Продукты химической реакции - это не что иное, как следствие явления.
Авторы определений химических реакций допустили принципиальную, методологическую ошибку - проигнорировали требования, предъявляемые к составлению формулы явления. Такие требования записаны в инструкции МААНОИ (Международной Академии Авторов Открытий и Изобретений). Структура формулы явления включает характеристику явления, отражение причинно-следственной связи и описание условий, при которых наблюдается явление. Привожу определения химических реакций, истинно отражающие сущность.
Химическая реакция - это явление, характеризующееся превращением одного или нескольких веществ в другое вещество, с иным строением и химическим составом, протекаемое при определённых условиях, обусловленное сущностью этого явления.
Реакция соединения - это явление, характеризующееся соединением двух и более веществ, при определённых значениях температуры, давления, катализаторе, обусловленное химическими связями.
Следствием реакции соединения является новое вещество сложного состава.
Реакция разложения - это явление, характеризующееся разложением одного вещества сложного состава, при определённых значениях температуры, давления, катализаторе, обусловленное химическими связями.
Следствием реакции разложения является два или несколько новых веществ простого и/или сложного состава.
Реакция замещения - это явление, характеризующееся замещением атомами вещества простого состава атомов вещества сложного состава, при определённых значениях температуры, давления, катализаторе, обусловленное химическими связями.
Следствием реакции замещения является образование новых веществ простого и сложного состава.
Реакция обмена - это явление, характеризующееся обменом составных частей взаимодействующих между собой молекул веществ, при определённых значениях температуры, давления, катализаторе, обусловленное ионами.
Следствием реакции обмена является образование новых веществ сложного и простого состава. При этом образуются малорастворимые вещества (осадки), газообразные вещества или растворимые малодиссоциирующие вещества.
Реакция нейтрализации - это явление, характеризующееся взаимной нейтрализацией химических свойств взаимодействующих между собой кислоты и основания, причём один или оба компонента находятся в растворённом виде, обусловленное ионами гидроксила и кислотного остатка.
Следствием реакции нейтрализации является образование соли и воды.
Обратимые реакции - это явление, характеризующееся одновременным протеканием химических процессов в двух взаимно противоположных направлениях, при определённых значениях температуры, давления, обусловленное ионами или химическими связями.
Следствием реакции обмена является образование новых веществ сложного состава. При этом исходные вещества становятся продуктами, а продукты - исходными веществами.
Необратимые реакции - это явление, характеризующееся полным превращением исходных веществ в продукты, при определённых значениях температуры, давления, обусловленное ионами или химическими связями.
Следствием реакции обмена является образование новых веществ простого и/или сложного состава. При этом продукты выпадают в виде осадка, либо выделяются в виде газа, либо образуются малодиссоциированные соединения.
Окислительно-восстановительные реакции - это явление, характеризующееся изменением степеней окисления атомов взаимодействующих между собой веществ, при определённых значениях температуры, давления, обусловленное переходом электронов от атомов-восстановителейили ионов--восстановителей к атомам-окислителям или к ионам- окислителям.
Следствием окислительно-восстановительных реакций является образование новых веществ простого и/или сложного состава, у которых атомы имеют иную степень окисления.
Полимеризация - это явление, характеризующееся последовательным соединением многочисленных элементарных звеньев молекул мономеров одинаковой структуры в цепь с дальнейшим ростом этой цепи, при определённых значениях температуры, давления, катализаторе, обусловленное разрывом двойных, тройных связей или раскрытием циклов у мономеров.
Следствием полимеризации является новое вещество, состоящее из макромолекул.
Поликонденсация - это явление, характеризующееся последовательным соединением многочисленных элементарных звеньев молекул мономеров, содержащих функциональную группу, одинаковой структуры в цепь с дальнейшим ростом этой цепи, при определённых значениях температуры, давления, катализаторе, обусловленное разрывом двойных, тройных связей или раскрытием циклов у мономеров а также взаимодействием между собой функциональных групп.
Следствием поликонденсации является два новых вещества. Одно вещество состоит из макромолекул, а другое - из молекул простого состава.
Цепная реакция - это явление, характеризующееся образованием активных частиц из исходных химических веществ, с последующим, многократно повторяющимся взаимодействием активных частиц с исходными химическими веществами, при определённых значениях температуры, давления, катализаторе, ионизационного излучения, обусловленное свободными валентностями.
Следствием цепной реакции является новое вещество, состоящее из молекул разветвлённого или неразветвлённого цепного строения сложного состава.
Руководствуясь этим принципом, следует дать определение реакции элиминирования, колебательной, фотохимической и другим химическим реакциям.
Виды и типы химических реакций
В литературе царит хаос с классификаций химических реакций. Химики не отличают категорию "вид" от категории "тип". Одни авторы относят реакции соединения, разложения, нейтрализации, замещения, обмена к видам, другие авторы - к типам.
Науки должны помогать другу. Наука формальная логика даёт ключ к составлению правильной классификации. Химики должны сделать исправления, основываясь на родо-видовой классификации.
Химическая одностадийная реакция - это род, а реакции соединения, разложения, нейтрализации, замещения, обмена, обратимые, необратимые, окислительно-восстановительные, полимеризация, поликонденсация - это вид.
Типология химических реакций: одностадийная реакция, цепная реакция, параллельная реакция, последовательная реакция, гомогенная реакция, гетерогенная реакция, экзотермическая реакция, эндотермическая реакция, колебательная реакция, фотохимическая реакция и др.
Класс значимых химических явлений
Помимо химических реакций химия исследует значимые химические явления. Ложные определения значимых химических явлений, описанные в литературе, стали следствием путаницы в умах авторов и произвола в составлении этих определений. Привожу определения некоторых значимых химических явлений, истинно отражающие сущность.
Электролиз - это явление, характеризующееся окислительно-восстановительным разложением вещества при пропускании электрического тока через раствор или расплав электролита, обусловленное переходом заряда с частицы на электрод или с электрода на частицу.
Следствием электролиза является выделение на электродах газообразных и твёрдых новых веществ.
При этом на аноде выделяются газообразные продукты, а на катоде - металлы.
Диссоциация - это явление, характеризующееся распадом молекул вещества сложного состава на более простые частицы, при определённых значениях температуры, давления, причём вещество находится в растворённом или расплавленном виде, обусловленное химическими связями.
Следствием диссоциации является образование частиц более простого состава - молекул, атомов, радикалов или ионов,
Коррозия- это явление, характеризующееся разрушением металлов, при контакте металлов с химически агрессивной средой, в том числе кислорода воздуха, влаги, или кислоты, обусловленное электрохимическим процессом и химической реакцией металла с веществами окружающей среды, протекающей на поверхности раздела фаз металла и среды.
Следствием коррозии является образование ржавчины, патины, окалины, оксидной плёнки.
Изомеризация - это явление, характеризующееся сменой структуры химического соединения, при определённых значениях температуры, давления, обусловленное перегруппировкой атомов, составляющих молекулу этого соединения.
Следствием изомеризации является новое вещество с новыми химическими свойствами, состоящее из молекул новой структуры, сохраняющее прежние молекулярную массу и химический состав.
Необходимо сделать исправления в физической химии и в коллоидной химии. Руководствуясь этим принципом, следует дать определение явлений осмоса, экстракции, крекинга, смачивания, дисперсности, седиментации, коагуляции и других.
Объект и предмет химии
На протяжении 200 лет химики пытались определить объект и предмет химии, но безрезультатно. Вместо истинного знания возникла путаница. Одни химики считают химические вещества и элементы предметом химии, другие - объектом химии. А есть и такие, которые предметом химии считают ощипывание перьев от непослушного ребёнка. Та или иная научная дисциплина может претендовать на статус самостоятельной науки в том случае, если она имеет в своём составе специфический объект и предмет. Коль скоро предмет и объект не определены, то химия не может считаться самостоятельной научной дисциплиной. Хочется спросить химиков: "Собственно говоря, а чем вы тут, вообще занимаетесь?" Объект - это то, на что направлен процесс исследования. Объект всегда статичен, постоянен и никогда не меняется. Предмет отражает внутреннюю организацию объекта исследования. Предмет возникает, существует, развивается.
Гносеологическая проблема химии, остававшаяся неразрешённой в течение двух веков из-за сложности, решена. Сегодня я привожу истинные определения объекта и предмета химии.
Объектом химии являются химические вещества.
Предметом химии являются явления, закономерности, свойства химических веществ.
Заключение
В химии долго господствовали представления о том, что химическая реакция - это превращение одного или нескольких веществ в другое вещество, с иным строением и химическим составом. Непонимание химиками сути происходящих процессов привело к ошибочным представлениям о химических реакциях. Врождённых представлений нет. В результате теоретического исследования выявлено несоответствие субъективных представлений химиков о химических реакциях объективному положению вещей, обнаружен относительный характер истины. То, что казалось абсолютной истиной, таковой не является. Сложившиеся научные представления о химических реакциях являются несостоятельными.
Авторы так запутали понятие химической реакции, что только через 200 лет удалось пролить свет на эту проблему. Налицо путаница с понятийным аппаратом химии. Путаница в основном понятии химии серьёзно тормозит развитие химической науки. Проведенное мной исследование со всей очевидностью показало, что принятые определения химических реакций больше не могут использоваться в качестве научного знания. Теоретической химии придётся сменить прожжённый халат на новый.
Из истории химии известно, что были опровергнуты ошибочные представления об атоме, о химическом элементе, о строении химических веществ, о химической связи. Сегодня были опровергнуты ошибочные представления о химических реакциях. Жаль, Дмитрий Иванович и Александр Михайлович не дожили до наших дней, вот бы они порадовались.
Не будем забывать, что прорывы в науке всегда были связаны с перестройкой сопутствующих философских проблем. Развитие химии предстаёт диалектическим процессом, в котором познание идёт как отказ от ошибочных представлений с последующим принятием новых научных представлений. Философский взгляд на специфическую онтологическую реальность составляет основной источник проблем познания в химии. Прогресс науки состоит не в накоплении окончательно установленных истин, а в последовательной смене постулатов, представлений, понятий, теорий. Мы должны осознать необходимость пересмотра представлений о химических реакциях, которые выдвигались как непреложные истины. Изменились научные представления о химических реакциях. Сделан важный шаг на этом пути, сформулированы определения химических реакций и значимых химических явлений. Химическое сообщество скоро начнёт мыслить по-новому - по-философски.