Хімія. Повторне видання. 7 клас. Лашевська

§ 3. Екскурсійний день: музей-аптека

Я ПРАГНУ

з’ясувати, звідки походить хімія, що спільного між алхімією і стародавнім мистецтвом лікування, як змінювався дизайн хімічного приладдя із часом.

ВИЗНАЧАЮ ПРОБЛЕМУ

Катерина. Учора з друзями відвідала музей-аптеку. Стільки нового й цікавого дізналися! Особливо вразили експонати макета алхімічної лабораторії. Так багато хочеться розповісти тобі! От, наприклад, чи знаєш ти, яке приладдя, подібне до сучасного хімічного, використовували в давнину?

Петро. Думаю, що перші примітивні пристрої були звичайними посудинами різної форми. Деякі з них, можливо, сполучені трубками. Але згодом люди вдосконалили їх, зробили ефективнішими й безпечнішими.

Катерина. Авжеж! Я читала, що в давнину алхіміки й алхімікині використовували для зберігання запашних есенцій, перетертих мінералів глиняні та скляні посудини. І ледь не розбила таке лабораторне начиння в комп’ютерній грі, як дісталася вже сьомого рівня!!! Та сучасне обладнання дещо інше. Доводилося бачити криміналістичні лабораторії в серіалах про поліційні спеціальні агенції? Скільки там усього!

Петро. Так, цікаво було б порівняти хімічне приладдя давнини із сучасним. Добре, що в нашому місті є музей-аптека. А що робити нашим одноліткам, якщо поблизу немає такого закладу?

Учителька. Усі охочі до нових знань і незабутніх вражень зможуть здійснити віртуальні 3D-тури цим та іншими музеями України і світу. У час цифрових технологій це зробити дуже просто (мал. 3.1)!

Мал. 3.1. «Музей повинен бути оселею муз, повинен одночасно бути і школою...» (Богдан Ханенко)

Катерина. Гарна ідея! А ще можна переглянути відео про ці музейні заклади. Також багато цікавого є на Google Arts & Culture — онлайн-платформі зображень і відео. На ній знайдеш витвори мистецтва й культурні артефакти з усього світу. За пошуковими запитами chemistry, хімія перенесешся до алхімічних лабораторій Стародавнього світу і здійсниш 1001 подорож від алхімії до хімії (мал. 3.2)!

Мал. 3.2 Вивчай хімію, пізнавай світ із Google Arts & Culture!

Учителька. Чудово! А ще можна шукати не за текстом, а за зображенням (мал. 3.3). Треба ввійти до Google, у пошуковому рядку завантажити зображення, натиснути Enter або Пошук.

Мал. 3.3. Пошук за зображенням

Петро. Хіба можна за короткий час опрацювати стільки інформації самотужки?

Учителька. Мета стане досяжною, якщо зорганізуєте роботу в групах.

Пригадайте українське прислів’я: «Добре там живеться, де гуртом сіється і жнеться».

Сформуйте домашні групи й розподіліть між собою музеї, до яких плануєте здійснити віртуальні екскурсії.

Підготуйтеся: обговоріть очікування від екскурсії, сплануйте її, сформулюйте запитання, на які хочете отримати відповідь, зберіть й опрацюйте інформацію з теми.

Потім перейдіть у туристські групи — кожна відвідає один музей. Оглядаючи експозицію, звертайте увагу на деталі, шукайте відповіді на запитання, які сформулювали в домашніх групах, — без цього складно досягти мети заняття. Після віртуальної екскурсії поверніться в домашні групи й поділіться здобутими знаннями та враженнями, узагальніть їх.

ШУКАЮ ВІДПОВІДІ

Звідки походить хімія?

Її корені — у ремеслах і філософських уявленнях Стародавнього світу. Виробництво скла й кераміки, металургія, фармація та парфумерія, добування барвників і техніка фарбування, використання бродіння для перероблення органічних речовин стали підґрунтям для накопичення фактичного матеріалу в хімії. Проте незалежно від практичного застосування здобутих знань людство прагнуло осягти навколишній світ. Це зумовило розвиток теоретичних знань із хімії.

Що означає слово хімія? Його вперше застосували в Давньому Єгипті для позначення священного таємного мистецтва жерців. Уважають також, що ця назва походить від давньоєгипетського слова chemi — «чорнозем». Назва Давнього Єгипту — країна Хемі. Цьому слову відповідає латинське humus, тобто земля.

Розвиток хімії триває протягом багатьох століть. Науковому періоду передував алхімічний. Алхіміки й алхімікині марно шукали філософський камінь, який начебто перетворював метали на золото. Так само марними були пошуки еліксиру життя, який начебто лікував від усіх хвороб і дарував безсмертя. У ті часи було сконструйовано різноманітні пристрої та спеціальний посуд, відкрито чимало нових речовин. Як описав алхімічну лабораторію митець, подивися на малюнку 3.4.

Стримлять до неба стоси книг,

Ненатла точить їх черва,

їх пилюга густа вкрива,

І кіпоть осіда на них;

Уздовж полиць з давнезних літ —

Реторти, слоїки, склянки,

Начиння, приладів рядки...

(Й. Ґете, пер. М. Лукаша)

В алхімії було поєднано теорію та експеримент, однак вона не була наукою в сучасному розумінні. Алхіміки й алхімікині діяли переважно безсистемно. Вони не оприлюднювали результати пошуків, а навпаки, приховували їх від сторонніх. Використовували такі символи й алегорії для опису своїх експериментів (мал. 3.5), які були зрозумілі лише обраним людям. Алхімія була сумішшю науки, мистецтва, релігії та магії. Але саме завдяки алхімії було закладено основи для народження хімії як науки.

Мал. 3.5. Алхімічна символіка

Багато алхімічного приладдя в дещо зміненому вигляді дотепер використовують у хімії та фармації: порівняй (мал. 3.6).

Мал. 3.6. Створені ШІ (штучним інтелектом) зображення. 1. Алхімікиня. 2. Хімікиня

Що спільного між алхімією і стародавнім мистецтвом лікування?

Вони пов’язані з дослідженням природи, властивостей речовин. Як сировину використовували мінерали, рослини й продукти тваринного походження. Також користувалися спеціальними символами, формулами й термінами для позначення речовин і процесів.

І в алхімічних дослідженнях, й у виготовленні ліків використовували різноманітний посуд і пристрої, багато з яких дотепер можна побачити в хімічних і фармацевтичних лабораторіях. Це вже відомі тобі колби, пробірки, чашки для випарювання, шпателі та ложки, піпетки, лійки, мензурки, ступки й товкачики, ваги.

ЯК ВИГОТОВЛЯЛИ ЛІКИ В ДАВНИНУ

1. З рослинної сировини витягували (екстрагували) етанолом (етиловим спиртом) біологічно активні складники.

2. Розводили концентрати розчинниками й фільтрували розчини.

3. Кристалізували й перекристалізовували з розчинів тверді речовини.

4. Дистилювали — випаровували й конденсували рідини.

5. Перевіряли виготовлені ліки — роздивлялися зразки крізь збільшувальну лінзу, вимірювали густину рідин ареометром, виявляли запах тощо.

6. На зразки ліків діяли хімікатами, щоб побачити характерні зміни й довести, що ліки містять потрібні речовини й не забруднені шкідливими домішками.

Мета лабораторних операцій у фармації не змінилася із часом і полягає в забезпеченні якості й ефективності лікарських засобів.

У минулому рослини були чи не найпоширенішою сировиною для виготовлення ліків. Ось як виготовляли рослинний настій.

• 1. Лікарські трави, квіти, коріння та інші рослинні матеріали збирали тієї пори року, коли концентрація речовини, що мала лікувальну дію, була найбільшою.
• 2. Після збирання сировину треба було добре просушити. Для цього використовували спеціальні сушарні або сушили на відкритому повітрі на осонні.
• 3. Після сушіння рослину подрібнювали.
• 4. Наступним кроком було виготовлення настою або відвару. Рослинну сировину поміщали в термостійку посудину з певною кількістю рідини (часто води) й нагрівали на вогні. Біологічно активні речовини переходили в рідину, утворюючи лікувальний настій.
• 5. Далі настій або відвар фільтрували, щоб відокремити рідку частину (настій) від твердих домішок.

Отриманий настій був основою для виготовлення різних лікарських форм — сиропів, мазей тощо.

У давнину ті, хто присвятили себе лікувальній справі, самотужки виготовляли ліки. Розмежування медицини й фармації відбулося тоді, коли виробництво ліків ускладнилося й стало потребувати спеціальних знань і навичок. Цей розподіл функцій і дедалі глибша спеціалізація сприяли подальшому розвитку обох галузей та поліпшенню якості медичної допомоги.

Зараз і виготовлення, і контролювання якості ліків здебільшого автоматизовані. Однак фармацевти і фармацевтки продовжують виконувати лабораторні операції. Як виготовляють ліки в наші дні, ти зможеш пояснити самотужки, проаналізувавши схему й світлини (мал. 3.7).

Мал. 3.7. 1. Із дослідницької лабораторії — до аптеки. 2. Без виконання стандартних лабораторних операцій нових ліків не створиш. 3. Виготовлення й фасування капсул із лікарським засобом

У фармації практикують багато лабораторних операцій, які зазвичай використовують у хімічних дослідженнях. Ідеться про точне зважування твердих речовин і відмірювання об’ємів рідин, приготування розчинів, суспензій, емульсій, мазей, гранул. Що в хімії, що у фармації не обійтися без перемішування, подрібнення, розтирання в ступці, випарювання розчинів для видалення зайвої рідини, прожарювання твердих речовин.

НАВЧАЮСЯ ДОСЛІДЖУЮЧИ

Як поводитися і чого навчатися на екскурсії до музею-аптеки?

Спочатку тебе ознайомлять із правилами поведінки під час екскурсії. Потім розкажуть про історію музею, функції аптек у минулому й сьогодні. Після цього ти самостійно оглянеш експозицію, звертаючи особливу увагу на хімічне приладдя різних часів. Ознайомся з основними кроками, які зроблять відвідування музею ефективнішим і пізнавальнішим.

• 1. Оглядаючи експонати, занотуй назву кожного пристрою, його призначення і можливий період використання.
• 2. Також доцільно намалювати приладдя або зробити фото чи відео. Іноді в музеї не дозволяють фотографувати та фільмувати (мал. 3.8).
• 3. Оглядаючи експозицію, проаналізуй і порівняй дизайн та конструктивні особливості приладдя різних часів.
• 4. Поміркуй, які лабораторні операції та виробничі процеси можуть бути пов’язані з використанням цих пристроїв. Дізнайся, яку сировину можна обробити в аптеці за допомогою них.
• 5. Оціни зміни технологій виготовлення лікарських засобів із часом.
• 6. Запиши запитання, які виникли в тебе щодо приладдя й аптечної практики минулого та сьогодення. Після закінчення огляду експозиції постав ці запитання екскурсоводу чи екскурсоводці. Так ти зможеш з’ясувати й записати додаткові цікаві деталі.
• 7. Прощаючись, подякуй за цікаву змістовну екскурсію.

Мал. 3.8. Фотографувати і фільмувати заборонено!

Як оформити звіт про екскурсію «Еволюція дизайну хімічного приладдя у фармації»?

Ось приклад звіту про екскурсію, складеного твоїми однолітками. Візьми за зразок, доопрацюй або запропонуй свій варіант.

Дата: [дата екскурсії]

Мета екскурсії: дослідити зміни в дизайні хімічного приладдя, яке використовували у фармацевтиці в різні часи.

Опис екскурсії. Екскурсія відбулася в приміщенні музею-аптеки. Ми дослідили велику колекцію хімічного приладдя. Його використовували у фармацевтичній справі в різні історичні періоди — від Середньовіччя дотепер. Оглянули колекції скляних і металевих посудин, спеціальних ложечок, піпеток, аптечних ваг, апаратів для дистиляції та інших знарядь, що використовували для приготування і зберігання лікарських засобів. Роздивлялися експонати музейних колекцій, порівнювали їх з обладнанням кабінету хімії. Виявили зміни в дизайні приладдя і пересвідчилися в підвищенні його ефективності із часом. Проте в багатьох пристроїв, наприклад дистиляторах, принципи дії та призначення майже не змінилися.

Наприкінці екскурсії нам продемонстрували цікавий дослід «Фараонові змії» (мал. 3.9). У нас виникло багато запитань щодо змін, яких зазнала таблетка кальцій глюконату внаслідок нагрівання. А ще зацікавила дивна назва досліду. Нам порадили вдосконалювати вміння шукати інформацію в різних джерелах, щоб знайти відповіді на ці та інші запитання.

Підсумки. Екскурсія до музею-аптеки дала нам змогу краще зрозуміти зміни дизайну хімічного приладдя, його вплив на розвиток фармацевтичної справи. Ми здобули важливі знання й отримали незабутні враження. Усе це допоможе у вивченні хімії та виборі майбутньої професії.

Дослід «Фараонові змії»

• 1. Кілька таблеток кальцій глюконату помістили на кубик сухого палива.
• 2. Нагріли паливо до температури займання полум’ям запальнички.
• 3. Коли кубик загорівся, із маленьких таблеток почали рости химерні біло-сіро-чорні змії.

Мал. 3.9. Дослід «Фараонові змії»

ЗАСТОСОВУЮ

Ось якими враженнями поділилися твої однолітки після відвідин музею-аптеки:

Петро. Музей-аптека — це справжня скарбниця знань про хімію і фармацію. Відвідання такого музею дало мені змогу пов’язати теоретичні знання з практикою.

Лейла. Так, це як власноруч гортати ожилі сторінки хімічного трактату, де вчишся на прикладах минулих епох.

Учителька. Справді, в музеї-аптеці ви побачили, як змінювалася фармація із часом. Що ще важливе ви помітили?

Петро. Ми змогли порівняти сировину, яку використовували для виготовлення ліків у давні часи й тепер.

Лейла. А ще здобули уявлення про деякі технології виробництва ліків. Для мене це важливо, бо цікавлюся медициною й історією. А ще в моїй родині так само заварюють трав’яні чаї! Тепер я знаю, що, заварюючи чай, витягую водою із чайних листків пігменти, вітаміни, запашні й інші речовини.

Учителька. Маєш рацію. Розуміння процесів виробництва ліків допомагає усвідомити доцільність вивчення основ хімії та інших природничих наук, важливість набуття дослідницьких навичок. Що ще, на вашу думку, корисного в цій екскурсії?

Мустафа. Я зрозумів, як важливо питати фахової поради, дотримуватися інструкцій і правильно користуватися ліками. Особливо вразив мене сейф масою майже пів тонни, у якому в аптеці колись зберігали ліки з небезпечними інгредієнтами. У лаборантській нашого кабінету хімії є подібний — у ньому теж зберігають небезпечні речовини — їдкі, займисті тощо.

Катерина. Я в захваті від хімічного обладнання в експозиції музею. Деякі схожі посудини є і в нашому кабінеті хімії! А важка кам’яна ступка з товкачем — точнісінько така, як у моїх бабусі й дідуся на кухні. У нас це начиння передавали з покоління в покоління. Дідусь розповідав, що під час Голодомору в родині його прабабусі виварювали жолуді, товкли в ступі на борошно й пекли коржі, завдяки чому вижили.

Учителька. Відвідування музею-аптеки — це справжня подорож у світ здоров’я і науки. Що вас найбільше вразило?

Григір. Для мене найцікавішим було те, як розвивалася фармація від давнини до сьогодення. А ще я вдосконалив уміння шукати інформацію!

Шерон. А я найбільше вподобала видовищний дослід наприкінці екскурсії! Шукатиму відповіді на запитання, що виникли в мене.

Учителька. Відвідування музею-аптеки — це справжня подорож. Так, ми ставимо запитання до Природи й шукаємо на них відповіді. У цьому сенс наукових досліджень. Будьте допитливими й дізнавайтеся більше про світ навколо!

ТЕСТУЮ НАВЧАЛЬНІ РЕЗУЛЬТАТИ

• Пояснюю • Застосовую • Аргументую • Творю

1. Дай відповіді на запитання.

• 1) Звідки походить слово хімія?
• 2) Що в стародавні часи було підґрунтям для накопичення фактичного матеріалу в хімії?
• 3) Чим різняться науковий підхід у сучасній хімії та алхімічні методи пізнання?
• 4) Чим зумовлено відмінності в дизайні хімічного приладдя різних часів?
• 5) Чому вдосконалення хімічного приладдя вплинуло на розвиток фармацевтичної та хімічної галузей?
• 6) Які техніки й лабораторні операції використовували у фармації для виготовлення ліків у минулому й використовують дотепер?
• 7) Чому раніше поблизу аптек зазвичай закладали сади й городи? Чи практикують таке зараз і чи може вирощування лікарських рослин стати родинним бізнесом?
• 8) Як вплинуло розмежування медицини та фармації на якість медичної допомоги?
• 9) Чому музеї-аптеки важливі для збереження культурної спадщини і просвітництва?
• 10) Чим подібні й чим різняться правила поведінки під час очної екскурсії до музею-аптеки і в кабінеті хімії?

2. Випиши й витлумач усі нові терміни. Зорганізуй цю роботу на свій розсуд або за порадою вчителя чи вчительки (самостійно, у парах чи групах, із допомогою дорослих).

3. Опиши покроково за фрагментом 1 малюнка 3.7 (с. 28) шлях ліків до споживачів і споживачок. Назви крок, на якому застосовують уміння виконувати стандартні лабораторні операції з речовинами.

Виконай інтерактивну вправу і перевір правильність своєї відповіді.

vse.ee/cfxc

4. Проаналізуй за малюнком 3.10, a склад кальцій глюконату. Визнач кількість видів атомів у цій речовині. Поміркуй і поясни, чи могли б утворитися внаслідок розкладання кальцій глюконату вуглекислий газ, водяна пара, сажа (складається з атомів Карбону), негашене вапно (сполука Кальцію з Оксигеном).

Мал. 3.10. Моделюємо, аналізуємо, фантазуємо

5. Змоделюй із матеріалів, що є напохваті, молекули води й вуглекислого газу. Підготуй повідомлення про використання кальцій глюконату в медицині. Поясни, чи потрібно перед його вживанням радитися з лікарем.

6. Оціни відповідність ілюстрацій (мал. 3.10, б, в), створених штучним інтелектом, завданню: «Намалюй хімічний дослід “Фараонові змії” — розкладання за високої температури кальцій глюконату».

Виконай інтерактивну вправу і перевір правильність своєї відповіді.

vse.ee/cfxd

7. Скористайся додатковими джерелами інформації й витлумач подані в тексті терміни. Розподіли їх за категоріями:

• а) символи;
• б) назви пристроїв;
• в) назви операцій із речовинами і виробничих процесів;
• г) назви речовин чи сумішей;
• д) назви інформаційних джерел;
• е) імена дослідників.

На дверях було вміщено малюнок — овал, у якому виднівся спижевий змій Мойсея, serpens mercurialis. Над змієм була зображена чаша, з якої виростали Сонце і Місяць. Нижче виблискували літери V.I.T.R.I.O.L., що означало Visita Inferiora Terrae Rectificando Invenies Occultum Lapidem — секретну трансмутаційну формулу алхіміків. В алхімічній лабораторії робота не припинялася. Ніколи не згасали печі й атанори. В атанорах відбувалися кальцинація й вижарювання, найрізноманітніші субстанції переходили з фази albedo у фазу nigredo, виділяючи під час переходу жахливий сморід. У колбах постійно щось фільтрувалося, дистилювалося або ж екстрагувалося, що супроводжувалося бурхливим бульканням і ще страшнішим смородом. У великих алюделях кислоти з кращим або гіршим результатом діяли на метали. Булькав у тиглях меркурій, або argentums vivum, плавилася в купелях сірка, виділялася в ретортах нітра й осідала сіль, а випари витискали сльози з очей. Щось там розчинялося, щось коагулювало, а щось сублімувало, бризкала на всі боки кислота, випалюючи дірки в сторінках безцінних екземплярів «De Quinta essentia» Раймунда Лулла, «Speculum alchemiae» Роджера Бекона і «Theatrum chimicum» Арнольда Вільянови. На підлозі стояли й гидотно смерділи відра, повні caput mortuum (за Анджеем Сапковсъким).

8. Поміркуй над походженням назви досліду «Фараонові змії». Наведи можливі причини виникнення такої назви, її зв’язок з історичними постатями, хімією і фармацією.

9. Як здобуті під час екскурсії знання вплинули на твій інтерес до вивчення хімії?

10. Подискутуй з однолітками щодо доцільності навчання хімії в музеях.

11. Оціни ситуацію й поясни свою думку.

Блогер і блогерка відрекомендувалися педіатрами й продемонстрували в прямому етері зміни, що відбуваються з таблеткою стрептоциду. Поклали таблетку на кубик сухого палива й нагріли його до займання. На підставі побаченого почали переконувати глядацьку авдиторію, що стрептоцид дуже шкідливий. А ще закликали не купувати ці ліки й не користуватися ними. Ось деякі їхні коментарі: «Ой, людоньки! Що це коїться! Воно почорніло й роздулося! — Йой! Воно повзе! — А як смердить! — Ці ліки дуже небезпечні! Ніколи не вживайте їх! Фармацевтична мафія дбає про свою кишеню, а не про ваше здоров’я!»

12. Знайди аргументи на користь того, що дослід «Фараонові змії» має не лише розважальне, а й у наш час важливе технічне значення. Скористайся назвою досліду англійською для пошукового запиту. Поділися знайденою й опрацьованою інформацією в класі.

13. Оціни, опрацювавши параграф, чи досягнула / досягнув мети, наведеної на його початку.

14. Змоделюй алхімічну лабораторію або опиши її у вірші, оповіданні тощо.

15. Підготуй повідомлення про описи хімічного й алхімічного обладнання, лабораторних операцій у творах про Гаррі Поттера.

16. Поміркуй, що можна дослідити в демонстрації «Фараонові змії», які матеріали й умови можна змінити. Обчисли вартість таких демонстрацій, зваживши на середню ціну матеріалів. Сплануй дослідження й експериментуй (самотужки чи в групі) на заняттях хімічного гуртка під керівництвом учителя чи вчительки. Добери найбезпечніший, найвидовищніший і найдешевший дизайн досліду для шоу.

Підсумуй

Чого корисного вдалося навчитися, опрацювавши матеріал і виконавши завдання? Долучи здобуток, оформивши його на власний розсуд, до особистого портфоліо досягнень.