Химический анализ и синтез как методы научного познания доклад

Обновлено: 01.06.2024

Есть методы, которые являются общими для всех наук. В то же время для каждой науки характерны свои методы.

Общенаучные методы : наблюдение, эксперимент, моделирование, прогнозирование.

Химические методы : химический эксперимент, анализ и синтез веществ.

Наблюдение — это способ получения информации путём прямой и непосредственной регистрации событий и условий их протекания.

Наблюдение — это начальный метод познания, позволяющий получить информацию об объекте. Наблюдение является целенаправленным и планомерным методом: оно ведётся для решения заранее поставленных задач, строго по составленному исследователем плану, согласованному с поставленными задачами. Результаты наблюдений фиксируются в виде описания признаков наблюдаемого объекта, таблиц, схем и т. д.

Наблюдения могут быть непосредственными, воспринимаемыми органами чувств человека, и опосредованными, которые проводятся с использованием приборов: микроскопов, телескопов и др.

Эксперимент — это метод исследования явления в определённых условиях.

Это более сложный метод познания по сравнению с наблюдением. Он отличается тем, что в ходе эксперимента исследователь может изменять условия (давление, температуру, напряжение и т. д.), устранять побочные факторы. Эксперимент может повторяться несколько раз для получения наиболее достоверных результатов.

Моделирование — процесс исследования реального мира с помощью создания абстрактных, графических и математических моделей.

Моделирование основано на изучении модели. Модель строится по подобию оригинала, на ней воспроизводят свойственные оригиналу процессы, и полученные сведения переносятся на моделируемый объект — оригинал.

Пример: в химии широко используются модели молекул, которые помогают понять их строение.

Прогнозирование — научно обоснованное предсказание развития событий или явлений на будущее на основе исследований.

Анализ — разделение объекта (мысленно или реально) на составные части с целью изучения их по отдельности.

Анализ позволяет изучить отдельные элементы объекта.

Синтез — соединение составных частей объекта с целью изучения его как единого целого.

Для изучения объекта как единого целого необходимо рассматривать его составные части в совокупности, в единстве. В процессе синтеза производится соединение воедино составных частей изучаемого объекта.

Анализ и синтез лишь в своем единстве дают полное и всестороннее знание действительности.

Анализ - это мысленное расчленение предмета или явления на образующие их части, т. е. выделение в них отдельных частей, признаков и свойств.

Синтез - это мысленное соединение отдельных элементов, частей и признаков в единое целое. Анализ и синтез неразрывно связаны, находятся в единстве друг с другом в процессе познания.

Анализ и синтез лишь в своем единстве дают полное и всестороннее знание действительности. Анализ дает знание отдельных элементов, а синтез, опираясь на результаты анализа, объединяя эти элементы, обеспечивает знание объекта в целом. Методология системного подхода к конструированию организационных систем управления позволяет во главу угла поставить конкретную цель деятельности и совокупность системных задач.

Методология анализа и синтеза включает следующие этапы:

· Уясняются задачи, поставленные руководителем, и определяется цель функционирования системы.

· Определяется подсистема задач, которые необходимо выполнить для того, чтобы обеспечить наиболее успешное достижение цели.

· Определяются подсистемы мероприятий, обеспечивающих выполнение каждой из задач.

· Определяется технология выполнения мероприятий, обеспечивающих решение каждой из задач.

· Определяются факторы внешней и внутренней среды, влияющие на функционирование системы, выполнение мероприятий и задач.

· Определяются требуемые виды ресурсов.

· Определяется количество и качество наличных ресурсов.

· Определяется порядок выполнения мероприятий с учетом технологических и ресурсных ограничений.

· Разрабатывается и оптимизируется модель деятельности по достижению цели.

· Определяется минимальное количество ресурсов, необходимых для выполнения работ в срок, или характер изменения режима использования ресурсов.

· Доклад руководителю результатов моделирования и утверждение одного из вариантов действий.

· Оформление решения (разработка плана) и утверждение его руководителем.

· Подготовка исполнителей, получение недостающих средств, реализация решения (плана).

Сущность закона анализа и синтеза

Анализ - исследовательский метод, состоящий в том, что объект исследования, рассматриваемый как система, мысленно или практически расчленяется на составные элементы (признаки, свойства, отношения и т.п.) для изучения каждого из них в отдельности и выявления их роли и места в системе.

Синтез - исследовательский метод, имеющий целью объединить отдельные части изучаемой системы, ее элементы в единую систему.

В теории организации анализ включает 2 основные процедуры:

1) разделение целого на части;

2) улучшение функционирования каждой из этих частей.

Синтез также состоит из двух процедур:

1) согласование характеристик выделенных частей;

2) объединение их в единое целое.

а) составить и реализовать программы постоянного совершенствования компании, ее элементов и подразделений;

б) привлечение к этой работе лучших специалистов или консультантов;

в) проводить маркетинговые исследования в ключевых областях деятельности;

г) сокращение затрат на производство продукции;

е) использовать информационные технологии управления.

Закон единства анализа и синтеза имеет свои существенные особенности, которые заключаются в том, что закон:

- не выражает специфики исторически определённых отношений, охарактеризует всеобщие связи и отношения в социальной среде;

- выступает в роли катализатора общественного прогресса;

- играет возрастающую роль в развитии общества.

Дифференциация знаний должна сопровождаться их интеграцией, анализ - синтезом, иначе произойдут монополизация отделов, элементов, потеря чувства единой системы, потеря единой цели системы. С другой стороны, жесткая интеграция может задушить свободу, творчество элементов системы, их способность к внутреннему саморазвитию.

В сложной самоорганизующейся системе с помощью бесконечного циклического процесса анализа и синтеза происходит структурная оптимизация системы; система отказывается от устаревших неэффективных элементов, заменяя их более прогрессивными. Одним словом, неразрывность и взаимодействие анализа и синтеза обеспечивают стремление системы к оптимальной самореализации.

На основании методов анализа-синтеза при моделировании экономических систем широко используются декомпозиционные и композиционные подходы к решению задач оптимизации. Декомпозиционный подход применяется к построению системы моделей, при котором цели нижних уровней иерархической структуры выводятся из целей верхнего уровня. При синтетическом, композиционном подходе, напротив, цели верхнего уровня иерархии выводятся путем согласования целей нижних уровней иерархии с помощью некоторых экономических механизмов.

Закон единства анализа и синтеза тесно взаимодействует с законами развития, информированности - упорядоченности, самосохранения и синергии. Важнейшую роль закон играет при стремлении системы к достижению соразмерности, пропорциональности элементов между собой и в соотношении к целому, с его помощью реализуются принципы композиции, пропорциональности и гармонии.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1) Игнатьева А.В. Исследование систем управления [Текст]: учебное пособие для вузов /А.В.Игнатьева, М.М.Максимцов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2010. - 167 с.

2) Кожухар В.М. Основы научных исследований [Текст]: учебное пособие для вузов /В.М.Кожухар. - М.: Дашков и К, 2010. - 216 с.

3) Кузнецова Л.А. Основы научных исследований [Текст]: учебное пособие /Л.А.Кузнецова, Е.Н.Елисеева. - 3-е изд., перераб. и доп. - Челябинск: Челяб. гос. ун-т, 2008. - 105 с.

4) Лашкова Е.Г. Маркетинг: практика проведения исследований [Текст]: учебное пособие для вузов /Е.Г.Лашкова, А.И.Куценко. - М.: Академия, 2008. - 240 с.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Выберите документ из архива для просмотра:

Выбранный для просмотра документ 4.docx

Занятие 8. Методы познания в химии

Интернет-урок 2. Моделирование химических процессов и явлений, химический анализ и синтез как методы научного познания

Содержание интернет-занятия

Занятие 8. Методы познания в химии

Интернет-урок 1. Источники химической информации.

Ключевой вопрос Интернет-урока

Прочтите рассказ специалиста . Теоретически обоснуйте, кем мечтала стать рассказчица. А эмпирически покажите в каком ВУЗе она могла учиться, если бы жила в вашей области.

Гиперссылка: рассказ специалиста

Когда я была школьницей, то мечтала ходить на работе в белом халате, но я никогда не хотела свою жизнь связать с медициной. Повзрослев, поняла, что хочу получить юридическое образование, но на вступительных экзаменах показала не очень хороший результат по русскому языку. Меня это очень расстроило. Терять год не хотелось. Это был 1993 год и мне нужно было поступить на бюджет или идти работать. В моем ВУЗе, в этот год, был недобор на одном из факультетов, и я решила: чтобы не терять год пойти и поступить туда, а потом, в следующем году, поступать опять на юридический.

Я поступила. 1 сентября 1993 года я попала в учебную лабораторию. На сколько же было моё удивление на первом занятии: я стояла в белом халате , но я не была врачом! Это был шок. Моя детская мечта сбылась? А как же профессия юриста?

ВУЗ я окончила в 1998 году с красным дипломом и просто влюбилась в свою специальность. Свой первый белый халат я храню до сих пор, с ним много интересных историй связано, о них я расскажу вам в другой раз.

А профессия юриста мне тоже покорилась, но уже в 2011 году. Сейчас я работаю в белом халате и каждый день мне необходимы знания, как юриста. Как моя профессия называется? Какой ВУЗ я закончила первым?

Связанные элементы правого поля

Тип объекта: Доска со свитком

Название: Уровни научного познания

Подводка: Познакомьтесь с 2 уровнями научного познания: эмпирическим и теоретическим

Характеризуется исследованием реально существующих объектов. На этом уровне происходит процесс накопления информации об изучаемых объектах с помощью следующих методов: наблюдение, измерение, постановки экспериментов.

В это же время осуществляется первичная систематизация получаемых фактических данных в виде описания, таблиц, схем, графиков и т.д.

Для теоретического уровня познания характерно то, что "здесь включается деятельность мышления как другого источника знания: происходит построение теорий, объясняющих наблюдаемые явления, открывающих законы области действительности, которая является предметом изучения той или иной теории".

Тип объекта: Ромашка

Название: Моделирование

Активная зона

Дополнительная инфо в окне рядом

Центральная плашка с надписью Моделирование (неактивная)

Лепесток 1 с надписью:

При котором исследование ведется на модели, воспроизводящей определенные химические, геометрические, физические, динамические или функциональные характеристики объекта-оригинала

Лепесток 2 с надписью : З наковое моделирование

При котором в качестве моделей выступают схемы, чертежи, формулы. Важнейшим видом такого моделирования является математическое моделирование формул и молекул, производимое средствами математики, логики и программного обеспечения

Лепесток 3 с надписью

При котором вместо знаковых химических моделей используются мысленно-наглядные представления этих знаков и операций с ними

Визуализируем информацию

Прочтите книгу, подберите в интернете визуальный ряд данным определениям, помните, что на вашем изображении должны быть химические обоснования определениям

Тип объекта: Книга

Методы научного познания

Первоначальный вид (обложка) с надписью-названием

Основные методы научного познания

Художнику: рисуем ребенка с колбой в руке, и он наблюдает за происходящим Как-то так:

Подпись под изображением:

Наблюдение - это целенаправленный строгий процесс восприятия предметов действительности, которые не должны быть изменены. Исторически метод наблюдения развивается как составная часть трудовой операции, включающей в себя установление соответствия продукта труда его запланированному образцу.

Художнику: рисуем ребенка приливающего чего-то к чему то. Как-то так:

Подпись под изображением: Эксперимент

Эксперимент – метод познания, при помощи которого явления действительности исследуются в контролируемых и управляемых условиях. Он отличается от наблюдения вмешательством в исследуемый объект, то есть активностью по отношению к нему. Проводя эксперимент, исследователь не ограничивается пассивным наблюдением явлений, а сознательно вмешивается в естественный ход их протекания путем непосредственного воздействия на изучаемый процесс или изменения условий, в которых проходит этот процесс.

Художнику: рисуем бензол и его модели. Как-то так:

Подпись под изображением: Аналогия

Аналогия - метод познания, при котором происходит перенос знания, полученного в ходе рассмотрения какого-либо одного объекта, на другой, менее изученный и в данный момент изучаемый. Метод аналогии основывается на сходстве предметов по ряду каких-либо признаков, что позволяет получить вполне достоверные знания об изучаемом предмете

Художнику: Идеально нарисовать вот так: руки собирают модели атомов. Как-то так:

Подпись под изображением: Моделирование

Моделирование - метод научного познания, основанный на изучении каких-либо объектов посредством их моделей. Появление этого метода вызвано тем, что иногда изучаемый объект или явление оказываются недоступными для прямого вмешательства познающего субъекта или такое вмешательство по ряду причин является нецелесообразным. Моделирование предполагает перенос исследовательской деятельности на другой объект, выступающий в роли заместителя интересующего нас объекта или явления. Объект-заместитель называют моделью, а объект исследования - оригиналом, или прототипом. При этом модель выступает как такой заместитель прототипа, который позволяет получить о последнем определенное знание.

(1.1.) Работаем вместе. Биохимия клетки

(1.5) Глоссарий. Наблюдение

(1.6) Домашний эксперимент

(1.9.) В фокусе роботостроение

(1.1.) Работаем вместе. Биохимия клетки

Тип объекта: ЗОО

Вес 3

Название: Свободноживущий анаэроб

Проведите лабораторное исследование по созданию одноклеточного свободноживущего обитателя неосвещенной водной среды, где нет кислорода, но присутствуют некоторые органические вещества. Выясните, какие клеточные структуры понадобятся для успешного поддержания жизни в таких условиях. Обсудите, что в данном лабораторном исследовании является эмпирическим уровнем, а что теоретическим? Запишите теоретический материал, который необходимо знать выпускнику школы по данной теме.

Гиперссылка лабораторное исследование

Приступить к выполнению

(1.2.) Словарь и энциклопедии

Тип объекта: ЗТФ - Выделение части слов в тексте

Вес 3

Название: Термины и определения

Слова, в которых надо выделить часть:

Цвет для заливки выделяемого: зелёный

Тип объекта: ЗТФ - Восстановление последовательности

Название: Основы экологии

Прочтите теоретический материал. Расположите термины в соответствии с предложенным текстом.

ММР/Верстальщику (не знаю кому): нужно вставить текст (или гиперссылку на текст ) Дети должны уметь работать с текстом и выделять главные мысли.

События:
Фотопериодизм у растений

Закон лимитирующего фактора

Фотопериодизм у растений

Закон лимитирующего фактора

(1.4.) Это интересно! Моделирование

Тип объекта: ЗОО

Вес 5

Приступить к выполнению

(1.5) Глоссарий. Наблюдение

Тип объекта: ЗОО

Вес 3

Прочтите текст о наблюдении. Запишите 6 ключевых глаголов, которые помогут вам при пересказе данного текста, но ваши глаголы должны быть записаны в неопределенной форме.

Наблюдение – это первоначальный метод эмпирического познания, позволяющий получить первичную информацию об объекте изучения.

Наблюдение является целенаправленным, планомерным, активным методом научного познания: оно ведётся для решения заранее поставленных задач, строго по составленному исследователем плану, согласованному с поставленными задачами и сопровождается активными действиями исследователя. Результаты научных наблюдений фиксируются в виде описания признаков наблюдаемого объекта, таблиц, схем и т.д. Всё это является базисом науки, опираясь на который учёные создают эмпирические обобщения, сравнивают изучаемые объекты по тем или иным признакам, проводят классификацию, выявляют закономерности.

Наблюдения могут быть непосредственными, воспринимаемыми органами чувств человека, и опосредованными, которые проводятся с использованием технических средств наблюдения: микроскопов, телескопов и др.

В процессе наблюдения могут совершаться открытия новых явлений, позволяющих обосновать какую-либо научную гипотезу или подтвердить какое-либо положение известной теории.

Из всего сказанного следует, что наблюдение является важнейшим методом научного познания, позволяющим собрать обширную информацию об окружающем мире.

Приступить к выполнению

(1.6.) Домашний эксперимент

Тип объекта: ЗОО

Вес 6

Проведите предложенный эксперимент. Проанализируйте свои действия. Зафиксируйте свои наблюдения известным вам способом. Запишите ответ на вопрос: почему эксперимент важен, как этап исследования?

В повседневной жизни мы время от времени пользуемся реакциями комплексообразования, даже не подозревая об этом. Например, когда оттираем до блеска медные вещи с помощью тряпочки, смоченной нашатырным спиртом, т. е. водным раствором аммиака.

Методика проведения эксперимента:

Раскалите медную проволоку и опустите ее в раствор аммиака (нашатырного спирта). Проволочка сразу станет блестящей, так как оксид сразу же восстановится до металлической меди. А одновременно будет образовываться ярко окрашенное соединение комплекса меди (дигидроксотетрааммиаката меди (II)). Если опыт повторить несколько раз, то раствор нашатырного спирта окрасится в ярко-синий цвет. Способностью меди образовывать ярко-синий комплекс с аммиаком пользуются для распознавания аммиака. При смешивании слабого бледно-голубого раствора медного купороса с нашатырным спиртом образуется раствор насыщенного ярко-синего цвета.

Приступить к выполнению

Рассуждение по аналогии дало в науке многие блестящие результаты, нередко совершенно неожиданные.

В XVII в. движение крови в организме сравнивали с морскими приливами и отливами. Врач В.Гарвей ввел новую аналогию - с насосом и пришел к фундаментальной идее непрерывной циркуляции крови.

Химик Д. Пристли воспользовался аналогией между горением и дыханием и благодаря этому смог провести свои изящные эксперименты, показавшие, что растения восстанавливают воздух, израсходованный в процессе дыхания животных или в процессе горения свечи.

Д. Гершель обнаружил, что пламя спиртовки становится ярко-желтым, если поместить в него немного поваренной соли. А если посмотреть на него через спектроскоп, то можно увидеть две желтые полосы из-за присутствия натрия. Гершель высказал мысль, что сходным путем можно обнаружить присутствие и других химических элементов, и впоследствии его идея подтвердилась и возник новый раздел физики - спектроскопия.

И. Мечников размышлял о том, как человеческий организм борется с инфекцией. Однажды, наблюдая за прозрачными личинками морской звезды, он бросил несколько шипов розы в их скопление; личинки обнаружили эти шипы и “переварили” их. Мечников тут же связал этот феномен с тем, что происходит с занозой, попавшей в палец человека: занозу окружает гной, который растворяет и “переваривает” инородное тело. Так родилась теория о наличии у животных организмов защитного приспособления, заключающегося в захватывании и “переваривании” особыми клетками-фагоцитами посторонних частиц, в том числе микробов и остатков разрушенных клеток.

Г. Мендель из своих простых опытов над горохом вывел путем аналогии следствия, которые привели к концепции доминантных и рецессивных признаков у всех живых организмов.

Д. Менделеев расположил химические элементы в порядке возрастания их атомного веса и упорядочил их в строки и колонки на основе сходства свойств. Однако в построенной на основе этих принципов таблице оказались пробелы. Все известные в то время элементы были распределены, а места 21, 31 и 32 таблицы остались незаполненными. Менделеев предположил, что эти места должны быть заняты еще не открытыми элементами. На основе известных элементов, занимающих аналогичные места в системе, он указал количественные и качественные свойства трех этих элементов. Вскоре они были открыты, и предсказание Менделеева блестяще подтвердилось.

Г. Лейбниц уподобил процесс логического доказательства вычислительным операциям в математике. Вычисление суммы или разности чисел осуществляется на основе простых правил, принимающих во внимание только форму чисел, а не их смысл. Результат вычисления однозначно предопределяется этими не допускающими разночтения правилами, и его нельзя оспорить. Лейбниц попытался умозаключение преобразовать в вычисление по строгим правилам. Он верил, что если это удастся, то споры, обычные между философами по поводу того, что твердо доказано, а что нет, станут невозможными, как невозможны они между вычислителями. Вместо спора философы возьмут в руки перья и скажут: “Давайте посчитаем”. Примерно через два столетия аналогия между математическими и логическими операциями произвела переворот в нормальной логике и привела к современному этапу в развитии этой науки - математической логике.

Тип объекта: Заметки в рабочую тетрадь

Запишите свой ответ здесь

(1.9.) В фокусе роботостроение

Тип объекта: Заметки в рабочую тетрадь

Вес 6

А какие именно теоретические и экспериментальные методы исследования чаще всего используют в химии? В чём их особенности и отличия от других? Обо всё этом расскажем в статье, а также приведём примеры, как применяют методы исследования в химии.

Доверь свою работу кандидату наук!

Узнать стоимость бесплатно

Методы исследования в химии: определение и классификация

Методы исследования: определение понятия

Прежде чем мы рассмотрим, какие современные методы исследования используют в химии, давайте дадим научное определение этому понятию:

Методы исследования — это способы познания в научно-исследовательских работах, которые включают в себя специфические методики, приёмы и подходы. Все методы, используемые в процессе, составляют методологическую базу исследования.

Классификация современных методов исследования в химии

Химия — практическая наука. Именно поэтому большинство работ по этой научной дисциплине имеют экспериментально-аналитический характер. Соответственно большинство методов исследования веществ, соединений, реакций и явлений в химии относятся к эмпирическим.

Для удобства мы разделили самые популярные методы исследования на три большие группы:

общенаучные теоретические методы исследования в химии;
общенаучные эмпирические методы исследования в химии;
специальные методы исследования в химии.

Проводя химические опыты, соблюдайте правила безопасности

Первые две группы методов встречаются в методологиях других наук, а специальные, или узкоспециализированные — только в химических исследованиях.

В химии применяют разные методы, в том числе и междисциплинарные. Это методологические приёмы, которые решают задачи смежных наук. Например, физико-химический анализ подходит для физических, химических, биологических и даже исторических исследований.

Методы научного исследования в химии: описание

Чтобы выбрать методы, которые лучше всего помогут раскрыть тему вашего исследования, стоит разобраться, что они из себя представляют и для каких задач применяются.

Общенаучные теоретические методы исследования в химии

Самыми востребованными теоретическими методами в химии являются:

наблюдение;
описание;
моделирование;
абстрагирование.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы.

Метод наблюдения

Наблюдение — это внешнее изучение определённых химических явлений или веществ. Как правило, чтобы этот метод был эффективным, исследователь должен соблюдать следующие условия:

выбрать объект изучения;
определить цель и задачи;
выдвинуть возможную гипотезу.

Только соблюдая условия, можно получить чёткие результаты и не запутаться в большом количестве данных.

Пример: провести наблюдение за химической реакцией сульфита меди и хлорида натрия.

Метод описания

Метод описания в химии чаще всего дополняет другие методы. С его помощью перечисляют основные признаки веществ и изображают химически проведённые опыты.

Пример: описать состав комплексных химических соединений тетрафторобериллат (II) калия и тетрагидридоалюминат (III) лития.

Метод моделирования

В химии далеко не все химические реакции можно провести в лаборатории. Для сложных явлений используют метод моделирования. С его помощью создают модели, по которым проверяют выдвинутые гипотезы.

Применяют две группы моделей:

Предметные — с их помощью изучают строение атомов, кристаллов и других веществ.
Символьные — их используют, чтобы исследовать уравнения реакций и формулы химических элементов.

Пример: провести молекулярное моделирование структурного состава атома водорода.

Метод абстрагирования

Метод абстрагирования применяют, когда необходимо отбросить несущественные показатели и более подробно исследовать общие закономерности химических веществ и явлений.

Пример: изучить общие свойства неорганических веществ.

Существует метод, который является полной противоположностью абстрагированию. Это конкретизация. В его рамках изучают конкретные признаки веществ.

Общенаучные эмпирические методы исследования в химии

К методам экспериментальных исследований в химии относят:

эксперимент;
измерение;
анализ;
синтез.

Метод эксперимента

Чем отличается эксперимент от наблюдения? Тем, что экспериментальные опыты — это всегда активное воздействие на изучаемый материал. Эксперимент проводят в контролируемых условиях и используют для практической части исследования.

Пример: провести химические опыты, позволяющие очистить загрязненную поваренную соль.

Метод измерений

Без метода измерений в химической науке никуда. Ведь мало просто провести научный эксперимент и описать реакцию. Надо понимать, какие показатели измерять и как их сравнивать, чтобы делать правильные выводы.

Пример: измерить физико-химические показатели горючего.

Важный этап любого опыта — записать выполненные измерения

Метод анализа

Аналитические методы в современных исследованиях химии очень важны. Они помогают изучать химические вещества с разных сторон, специально проводить нужные реакции и получать обоснованные выводы.

Пример: провести сравнительный анализ методов получения бутандиола-1,4.

В химии существует большое количество различных видов анализа. Их можно смело отнести к следующей группе методов — специальных.

Существует даже целая отдельная отрасль — аналитическая химия, в которой существуют собственные методы исследования: методы разделения и концентрирования, метод испарения, гравиметрический анализ, титриметрический анализ, хроматографические методы и так далее.

Метод синтеза

Метод синтеза в химии помогает получать новые вещества в процессе химических реакций. Он также важен, как и анализ. Его часто применяют в качестве метода исследования в органической химии.

Пример: описать историю химического синтеза и его важное значение для науки.

Специальные методы исследования в химии

К специальным в химии относятся методы исследования, которые обладают практическим характером. Их применение связано с изучением количественного состава и химических свойств различных соединений.

Таких методов довольно много, но условно их можно разделить на три большие группы:

физические;
классические;
физико-химические.

Физические методы исследования в химии

Физические методы в химии — это методы исследования, которые изучают физические параметры химических веществ. Среди наиболее часто встречающихся физических методов можно назвать:

рефрактометрический метод — измеряет показатели преломления;
поляриметрический метод — исследует оптическое вращение в химических веществах;
флуориметрический метод — изучает интенсивность, с которой выделяется излучение.

Пример: определить, как изменилось излучение после воздействия на разные химические вещества.

Классические методы исследования в химии

Классические методы исследования помогают изучать химические растворы, газы, тела и другие элементы через различные виды реакций. Существует несколько разновидностей данных методических приёмов:

гравиметрический метод — служит для определения точного веса химических веществ;
титриметрический, или объёмный метод — измеряет точное количество реагентов;
газовый метод — позволяет измерять объём газов.

Пример: решить ряд химических уравнений, в ходе которых необходимо вычислить количество вещества, исходя из его объёма в газообразном состоянии.

Физико-химические методы исследования в химии

Физико-химические методы позволяют исследователю наблюдать и фиксировать, какие физические изменения происходят в веществах после того, как произошла химическая реакция. Среди них:

резонансные методы;
гигиенический метод.

Резонансные методы исследования в химии

Самые известные методологические приёмы в этой группе — это резонансные методы исследования в химии:

метод ядерного магнитного резонанса;
метод электронного парамагнитного резонанса.

Резонансные методы помогают изучить структурные и динамические изменения в молекулах, ионах и других элементах в различных химических фазах, например, в конденсированной или газообразной.

Пример: изучить, как распределяются электроны в молекулах с помощью резонансного метода исследования.

Магниторезонансный метод лежит в основе МРТ

Метод гигиенического исследования в химии

К физико-химическим методам также относится метод гигиенического исследования. Его применение связано с очень практическими целями:

оценить качество определённого вещества, чтобы выявить химические осадки и их предельно допустимые значения для гигиенической безопасности.

Пример: провести санитарно-химический анализ воды, позволяющий оценить уровень хлора, сульфата и хлорида в составе.

Как выбирать методы исследования в химии

Практически любое грамотное химическое исследование строится на пяти основных этапах:

Наблюдение за объектом исследования и его свойствами.
Изучение и обобщение полученных результатов.
Выдвижение предварительной гипотезы.
Организация и проведение экспериментальных опытов.
Обоснование химической теории, выводы исследования.

Поэтому и методологию стоит составлять из методов, которые помогут на каждом этапе всесторонне изучить объект и получить конкретные результаты.

Например, выбирая физико-химические методы исследования в органической химии, не забывайте об основе — теоретическом наблюдении и анализе химических материалов, полученных экспериментально.

Мы разобрали некоторые методы исследований, которые применяют в органической и неорганической химии. Теперь у вас есть хороший инструментарий, чтобы провести свою исследовательскую работу. А если нет времени писать лабораторную, курсовую или диплом по химии самостоятельно, обращайтесь в студенческий сервис. Наши специалисты помогут определиться с методами исследования и сдать работу даже по самой сложной теме точно в срок.

Предмет и методы познания

химической науки.

Однако же все эти попытки изгнать философию из сферы исследования природы потерпели неудачу. Действительно, общая методология науки, или теория развития науки – темы не для частных наук, а для философии, но последняя не ограничивается рассмотрением только таких предметов. У философии есть собственный подход к изучению окружающей нас вселенной, одним из аспектов которого является опора на достижения естественных наук. Переводя современные научные открытия на универсальный язык всеобщих понятий, философы не просто изучают физику, химию, биологию, а выделяют целые научные концепции и методологические формы. Таким образом, философия занимается теорией науки в рамках собственных, более широких природоведческих исследований, о чем уже говорилось ранее. Понятно, что философия химии уделяет особое влияние предмету и методам познания химической науки.

Объектом исследования химии, как и других естественных наук, выступает материальный мир в многообразии его внутренних связей и постоянной динамике развития. Вместе с тем, химия выделяет собственную область изучения указанного объекта, которая, в целом и представляет предмет познания химической науки. Еще в 19 веке Ш.Жерар, формируя данный предмет, писал, что химия занимается последовательными преобразованиями материи, она вникает в происхождения тел, исследует их прошедшее и будущее. Таким образом можно сказать. Что химию интересует в материальном мире особый вид процессов, сутью которых является не простое физическое перемещение объектов, а полное изменение различных материй, их трансформация и взаимопереход, что представляет собой основу всякого химического превращения.

Следует уточнить, что в свете новых научных данных под химическим превращением вещества понимается такое превращение, при котором происходит изменеие строения вещества, его состава, свойств в соответствии с особыми химическими закономерностями. Химические превращения происходят на атомном уровне и осуществляются в процессе специфических взаимодействий определенных структур частиц вещества. Химические превращения сопровождаются возникновением или перераспределением химически связей. Уже этим химические превращения значительно отличаются от других видов превращением материи (ядерных, геологических, биологических).

Говоря о химии, как о науке в ее связи с философией, необходимо указать на основные методы познания, применяемые в химии. Еще Д.И,Менделеев в свое время подчеркивал, что изучать в научном смысле значит:

1) не только добросовестно изображать или просто описывать, но и узнавать отношение изучаемого к тому, что известно;

2) измерять все то, что может подлежать измерению;

3) определять место изучаемого в системе известного, пользуясь как качественными, так и количественными методами;

4) находить закон;

5) составлять гипотезы о причинной связи между изучаемыми явлениями;

6) проверять следствия гипотезы опытом;

7) составлять теорию изучаемого.

Все это с необходимостью требует как наличия правильных методов исследования, так и умения пользоваться ими. Методы, применяемые в современной химии, делятся на общенаучные и специальные.

Общенаучные методы, такие как индукция, дедукция, абстрагирование, анализ, синтез, моделирование и эксперимент являются основой создания теории и представляют собой базис н учного исследования. Специальные методы, такие как метод рентгено-структурного анализа, метод валентных связей, расчеты молеклярных орбит носят вспомагательный характер и используются в дополнении к общенаучным методам.

Следует особо отметить, что общенаучные методы имеют своим основанием философию, поскольку именно в рамках философии были впервые подняты проблемы, связанные с познанием, разработаны формальная, а затем и позитивно-диалектическая логика, что стало базой развивающейся рациональной теории познания. И наше время философская гносеология является главным источником создания объясняющих концепций, касающихся любой формы человеческого познания.

Теперь перейдем к характеристике общенаучных методов исследования, применяемых в химии.

1.Индукция. В данном случае познания движется от частного, единичного – общему. На основе изучения отдельных химических явлений, имеющихся суждений и фактов делаются обобщающие умозаключения, устанавливаются общие свойства, существенные и закономерные связи веществ. Индуктивный метод опирается на опыт, наблюдение, накопление и анализ отдельных фактов. Индуктивный метод является основой эмпирических знаний.

Примером успешного применения индукции в химии можно считать открытие закона сохранения массы веществ М.В.Ломоносовым в процессе проверки опытов Бойля с обжигом металлов, а также выведение эмпирических правил постоянства состава, паев Прустом и Рихтером. Правил, ставших сопутствующими теориями стехиометрии на основе атомных представлений. Обычно индуктивным способом возможно установить количественные и другие внешнеположенные характеристики наблюдаемых явлений и процессов, данных исследователю в непосредственном чувственном восприятии. Индукцию можно определить также как накопление фактов наблюдения, анализ и систематизацию фактов и, наконец, обобщение полученных результатов с целью выведения объективных закономерностей.

2. Дедукция. Это способ логического рассуждения, идущий от общего (например, химический закон, постулат, правило) – к частному, то есть к отдельным химическим фактам.

Как метод дедукции прямо противоположна индукции, поскольку опора делается на творческое мышление, рождающее идеи, предположения, гипотезы и даже теории, - все это затем может быть сопоставлено с фактами и проверено экспериментально, в то время как при индуктивном методе все делается в обратном порядке. Дедукция в химии как и в других естественных науках не просто дополняет индукцию, а играет роль основы теоретическимх исследований. Создание законов невозможно без дедуктивных открытий, поскольку из наблюдений за явлениями невозможно вывести их сущность. В качестве примера стоит запомнить, что правила Пруста и Рихтера стали соответствующими теориями стехиометрии лишь всвязи с первыми успехами развития атомно-молекулярной теории. Надо было найти мысленный ответ на вопрос, к примеру, в чем причина действия правила постоянного состава, но такой ответ не вытекает из наблюдений за химическими реакциями, как не вытекает он и из самого обнаруженного правила. После трудов Декарта и, в особенности, Канта и Гегеля, философия пришла к выводу, что любые теории, в том числе научные логически не выводятся из эмпирических фактов и закономерностей, не являются их индуктивным обобщением, а надстраиваются над эмпирическим знанием в качестве описания особого рода реальности, как сферы идеальных объектов с системой собственных взаимосвязей. Теоретический уровень характеризует зрелость науки, хотя нельзя забывать и то, что истинная теория невозможна без своей эмпирической почвы, как форма неотделима от содержания и наоборот.

Понятно, что роль дедукции все время растет по мере развития химии как науки. Если первые этапы становления научной химии были отмечены прежде всего торжеством индуктивного метода, то с появлением атомно-молекулярной теории, органической химии дедуктивный метод становится все более популярным и востребованным.

3.Анализ и синтез. В процессе познания химических веществ и процессов важное место занимают методы анализа и синтеза. Объекты научного интереса при аналитическом исследовании расчленяются, затем выделяются их составные части, связи и стороны – для более подробного изучения. Анализ позволяет отделить всеобщее от единичного, необходимое от случайного, главное от второстепенного. На таких принципах основан целый раздел химической науки – аналитическая химия, где определение состава химического вещества решается при помощи качественного и количественного метода анализа.

Вместе с тем, анализ это лишь начало процесса познания, поскольку знание отдельных частей предмета еще не дает знания о предмете в целом. В научно-теоретической мысли давно утвердилось понятие о том, что целое не может быть сведено к механической сумме своих частей. В процессе синтеза происходит практическое или мысленное соединение составных частей изучаемого объекта, его свойств и связей, расчлененных в результате анализа, в новом качественном виде. В результате предмет выступает как неразрывное диалектическое единство частей и целого. Проходя через анализ и синтез, предмет исследования с необходимостью изменяется, становясь более различенным по содержанию, что находится в тесной взаимосвязи с ростом различенности нашего понимания изучаемого предмета во всех его свойствах, связях и качествах.

4.Научная абстракция. Одной из характерных особенностей современных наук и, в частности, химии является широкое использование метода научной абстракции. Абстрагирование предполагает мысленное отвлечение от ряда второстепенных, несущественных свойств и связей, а также – сторон исследуемого предмета при выделении одного общего, существенного признака, свойства или отношения. Полученное в результате таких действий понятие называется абстракцией. В химии научными абстракциями выступают такие важные понятия как кислота, элемент, спирт, гомологический ряд, валентность, химическое строение. Метод научной абстракции особенно необходим при мысленном поиске сущностей и законов.

5.Модеолирование. В тесной связи с абстрагированием находится метод моделирования, который также широко используется в современной науке. Моделирование представляет собой особый вид эксперимента, нередко мысленного. В химии метод моделирования используется относительно давно. Например, химическая символика, первые формулы соединений Берцелиуса реально представляли собой знаковые модели, отражающие состав соединения, а также стехиометрические отношения между элементами. Развитие теории химического строения позволило создать модель молекулы в виде структурной формулы, выражающей уже и порядок связи атомов. В последние годы всвязи с постоянным развитием компьютерных технологий роль метода моделирования значительно возросла.

Остается подчеркнуть, что грамотность по части научной методологии должна быть составной частью профессиональной культуры современного специалиста-химика.

Читайте также: