الكيمياء فى العهد الإسلامى

[عدل] بدايات الكيمياء

جابر بن حيان الذي يعتبر أبو الكيمياء، والذي قدم الطريقة العملية، واخترع الإنبيق، وStill، والمعوجة، والعديد من العمليات الكيميائية، مثل التقطير النقي، والترشيح، والعديد من المواد الكيميائية مثل الكحول المقطر. وهو أيضًا من أسس لصناعة العطارة
محمد بن زكريا الرازي عزل العديد من المواد الكيميائية، وأنتج العديد من الأدوية، ووصف العديد من الأجهزة المخبريةبدأ المنهج العلمي التجريبية في الكيمياء تظهر بين الكيميائيين المسلمين في وقت مبكر. وفي القرن التاسع، كان أول وأكثر العلماء تأثيرًا، جابر بن حيان، الذي يعتبر من قبل العديد أنه أبو الكيمياء[8][9][10][11]. لأنه قدم ما يلي:

المنهج العلمي التجريبي؛ والأجهزة مثل الإنبيق، والمقطرة، والمعوجة، والطرق الكيميائية مثل التسييل، والتنقية، والأكسدة والتبخر.[11]
البلورة. [8]
عملية التصفية والترشيح[12].
التقطير للحصول على المواد النقية ([12]) (التقطير غير النقي كان معروفًا عند البابليون واليونانيون والمصريون منذ العصور القديمة، ولكن ابن حيان كان أول من أدخل جهاز التقطير والتقنيات القادرة تماما على تنقية المواد الكيميائية).
تقطير وإنتاج العديد من المواد الكيميائية.
لقد عرف ابن حيان وأعلن بوضوح عن أهمية التجريب:

" الشيء الأساسي الأول في الكيمياء أنه ينبغي عليك أن تتبع المنهج العملي وتجري التجارب العملية، لأن الذي لا يجري التجارب لا يمكن أن يبلغ أقل درجة من الإتقان."[13]
اعترف مؤرخ الكيمياء إريك جون هولميارد لجابر بن حيان بتطويره الخيمياء إلى العلوم التجريبية وكتب أن أهمية ابن حيان لتاريخ الكيمياء تساوي أهمية روبيرت بويل وأنطوان لافوازييه[14]. لخص المؤرخ بول كراوس، الذي درس معظم أعمال ابن حيان الباقية باللغة العربية واللاتينية، أهمية جابر بن حيان لتاريخ الكيمياء من خلال مقارنة أعماله التجريبية ومنهجيته في الكيمياء مع أعمال الخيميائيين الإغريق القدماء المبهمة والمجازية[15].

" لنكون فكرة عن المكانة التاريخية لخيمياء جابر بن حيان ولمعالجة مشكلة مصادرها، فمن المستحسن مقارنتها مع ما تبقى لنا من المراجع الخيميائية في اللغة اليونانية. كلنا نعرف إلى أي حالة بائسة أوصلتنا هذه المراجع. مجموعة أعمال الخيميائيين الإغريق، التي جمعها العلماء البيزنطيين من القرن العاشر، هي عبارة عن مجموعة مشتتة غير مترابطة، تعود إلى كل الأوقات منذ القرن الثالث حتى نهاية العصور الوسطى. "
" الجهود التي بذلها بيرتيلوت (Berthelot) ورويل (Ruelle) لترتيب هذه الكتلة من المراجع أدت فقط إلى نتائج ضعيفة، والباحثون اللاحقون، ومن بينها على وجه الخصوص السيدة هامر – جنسن (Mrs. Hammer-Jensen)، تانيري (Tannery)، لاغرغرانتز (Lagercrantz)، فون ليبمان (von Lippmann)، رايتزنشتين (Reitzenstein)، روسكا (Ruska)، بيدز (Bidez)، فيستوجير ( Festugiere) وغيرهم، يمكن أن يوضح فقط بضعة تفصيلات ..."
" إن دراسة الخيميائيين اليونانيين ليست مشجعة للغاية. بل إن فحص النصوص اليونانية يبين أن جزءًا صغيرًا جدًا فقط نظم وفقًا للتجارب المخبرية الصحيحة : حتى الكتابات التقنية المفترضة فإنها مبهمة وبلا معنى وبدون تفسير."
" كان الوضع مختلفًا مع خيمياء ابن حيان. فلقد كان الوصف الواضح نسبيًا للعمليات وللأجهزة، والتصنيف المنهجي للمواد، تعطي فكرة عن الروح التجريبية التي هي غاية في البعد عن النصوص اليونانية الغريبة غير المفهومة. النظرية التي بنى عليها ابن حيان أعماله كانت واضحة ومثير للإعجاب. "
معلم ابن حيان، جعفر الصادق، فند نظرية أرسطو للعناصر الكلاسيكية واكتشف أن كل واحد من العناصر يتكون من عناصر كيميائية مختلفة:

" أتعجب كيف يمكن لرجل مثل أرسطو أن يقول أن في العالم لا يوجد سوى أربعة عناصر: الأرض ، الماء ، النار ، والهواء. الأرض ليست عنصرًا من العناصر. فهي تتضمن العديد من العناصر. كل فلز، موجود في الأرض، هو عنصر "[16].
كما وضع جعفر الصادق نظرية الجسيمات، التي وصفها على النحو التالي:

" ولد الكون من جسيمات صغيرة، التي لها قطبين متعاكسين. تنتج هذه الجسيمات ذرة. وبهذه الطريقة تأتي المادة إلى حيز الوجود. ثم تتنوع المادة. هذا التنوع ناجم عن كثافة أو ندرة الذرات. "[16]
كما كتب الصادق أيضًا نظرية على عتامة وشفافية المواد. وذكر أن المواد الصلبة والماصة تكون عاتمة، والمواد الصلبة والطاردة للماء تكون شفافة نوعًا ما. وذكر أيضًا أن المواد العاتمة تمتص الحرارة[16].

الكندي، الذي كان كيميائيًا معارضًا للخيمياء، كان أول من دحض دراسة الخيمياء التقليدية ونظرية تحويل الفلزات إلى أكثر المعادن النفيسة مثل الذهب أو الفضة[17]. أبو الريحان البيروني[18]، و ابن سينا[19] وابن خلدون كانوا معارضين للخيمياء ودحضوا نظرية تحويل المعادن.

لقد كان هناك كيميائي مسلم آخر، كان له تأثيرًا كبيرًا وهو الرازي. في تقريره (شكوك حول جالينوس)، كان أول من أثبت على حد سواء خطأ نظرية أرسطو للعناصر الكلاسيكية ونظرية جالينوس للأخلاط (humorism) وذلك باستخدام طريقة تجريبية. وقام بتنفيذ تجربة كان من شأنها قلب هذه النظريات بإضافة سائل بدرجات حرارة مختلفة إلى جسم، مما يؤدي إلى زيادة أو نقصان حرارة الجسم، بحيث تشبه درجة حرارة ذلك السائل الخاص. لاحظ الرازي بصفة خاصة أن الشراب الحار يسخن الجسم إلى درجة أعلى بكثير من درجة حرارته الطبيعية، ومن ثم فإن الشراب من شأنه أن يثير رد فعل في الجسم، وليس فقط نقل حرارته أو برودته الخاصة إليه. اقترح الرازي كذلك في تجاربه الكيميائية صفات أخرى للمادة، مثل "الزيتية" و "الكبريتية"، أو "الاشتعالية" و"الملوحة"، التي لم تكن تفسر بسهولة في تقسيمات العناصر الكلاسيكية النار، الماء، الأرض، والهواء[20]. وقد كان الرازي أول من قام بـ :

تقطير النفط.
اختراع الكيروسين ومصابيح الكيروسين.
اخترع الصابون و وصفات الصابون الحديثة.
انتاج المطهرات.
ابتكار العديد من العمليات الكيميائية مثل التسامي.
أعلن ناصر الدين الطوسي في القرن الثالث عشر عن النسخة الاولى من قانون حفظ الكتلة، مشيرًا إلى أن جسم المادة قادر على التغير، ولكن لا يستطيع أن يختفي.[21] في القرن الثاني عشر، أصبحت كتابات جابر بن حيان، والرازي، وابن سينا معروفة على نطاق واسع في أوروبا من خلال الترجمة العربية – اللاتينية، وفي وقت لاحق عن طريق الكتابات اللاتينية لابن حيان المزيف، وهو خيميائي مجهول ولد في القرن الرابع عشر في إسبانيا، والذي ترجم الكثير من كتب ابن حيان إلى اللاتينية، وكتب بعضًا من كتبه تحت اسم مستعار هو جابر بن حيان.


[عدل] الميراث

[عدل] العمليات الكيميائية
اخترع جابر بن حيان العمليات الكيميائية التالية في القرن الثامن:

التقطير الخالص الذي يسمح بالحصول على تنقية كاملة للمواد الكيميائية باستخدام الإمبيق.
الترشيح[12].
التبلور[8]، التمييع، التنقية، الأكسدة، والتبخير[11].
اخترع الرازي العمليات الكيميائية التالية في القرن التاسع:

التقطير الجاف.
التكليس (التشوية)[22][23].
الإذابة (التحليل)، التصعيد، التلغيم، التشميع، وطريقة تحويل المادة إلى عجينة ثخينة أو مادة صلبة منصهرة[22].
كما طور علماء مسلمون آخرون عدة عمليات كيميائية تشمل:

التحميص، الهضم، التشميع، الغسيل، الإذابة، المزج، التثبيت[24].
التقطير الإتلافي للنفط للحصول على القار[25].
اخترع ابن سينا تقطير البخار في بدايات القرن الحادي عشر لهدف إنتاج الزيوت العطرية[26].

تنقية المياه[27].

[عدل] الأجهزة المخبرية

[عدل] جهاز التقطير
قام جابر بن حيان باختراع الإنبيق، كما قام باختراع المقطرة و المعوجة كجزء من الإنبيق[28]. وتم إدخال المعوجة إلى الغرب في عام 1570[29]. في القرن الحادي عشر، اخترع ابن سينا ملف التبريد، الذي يكثف الأبخرة العطرية[30][31]. وكان هذا الملف سابقة في تقنية التقطير، والذي استخدمه في عملية تقطير البخار، والذي يتطلب أنابيب مبردة، لإنتاج الزيوت العطرية.[26]


[عدل] أجهزة كيميائية أخرى
اخترع الكيميائيون والمهندسون المسلمون القرع والأثل (aludel)، والمعدات اللازمة لصهر المعادن مثل الأفران والبوتقات[23].

وفي كتابه سر الأسرار، وصف الرازي الأدوات التالية التي اخترعها هو وأسلافه (خالد، و ابن حيان، والكندي)، وتستخدم في صهر المواد: الكور (الموقد)، المنفاخ أو الكير، البوتقة، أداة الصب (but bar but)، الملقط أو الماسك، المقص أو المقطع، المطرقة أو المكسر، المبرد[22].

وصف الرازي الأدوات التالية أيضًا لتحضير الأدوية أو لتدبير العقاقير: القرع و المقطرة مع أنبوب تفريغ (قرع مع إنبيق ذو خاتم)، حوجلة للتجميع (قابلة)، والمقطرة العمياء بدون أنبوب التفريغ (الإنبيق الأعمى)، الأثل (aludel)، الكأس أو القدح، القارورة، قارورة ماء الورد (ماوردية)، المرجل أو طِنجير، القدر أو الطِنجير، حمام مائي أو رملي (القدر)، فرن أو تنور، مستوقد (وهو فرن اسطواني لتسخين الأثل)، قمع، منخل، مرشح، إلخ[22].

ومن هذه القائمة، طور جابر بن حيان أكثر من 20 من هذه الأجهزة الكيميائي[32].


[عدل] الأجهزة الفيزيائية
اخترع أبو الريحان البيروني المقياس المخروطي (conical measure)ا[33]، لكي يوجد النسبة بين وزن المادة في الهواء ووزنها الماء المزاح، ولكي يقيس بدقة الوزن النوعي للأحجار الكريمة والمعادن الثمينة أيضًا، وهي قريبة جدًا من القياسات الحديثة.[34].

كما اخترع البيروني القارورة المخبرية ومقياس الكثافة (بيكنومتر) في بدايات القرن الحادي عشر. وقام الخازني باختراع الميزان المائي (الميزان الهيدروستاتي)، والميزان الأرضي في بدايات القرن الثاني عشر. إن أول وصف لهذه الأدوات موجود في كتاب الخازني ميزان الحكمة (1121)[35].

وكان ابن سينا المعاصر للبيروني أول من وظف المحرار الهوائي في تجاربه[36]. وابن الهيثم المعاصر الآخر للبيروني، وصف بوضوح[37]، وبتحليل صحيح[38] حجرة التصوير(camera obscura)، والكاميرا ذات الثقب(pinhole camera).


[عدل] المواد الكيميائية

[عدل] الحموض
كان الحمض الوحيد المعروف عند القدماء هو الخل. إن استخدام أجهزة جديدة مثل الإنبيق، وعمليات كيميائية مثل التقطير الخاص، كان العلماء المسلمون أول من اكتشف وعزل عدة حموض جديدة، مثل حمض النتريك، وحمض الكبريت[12]. فلقد صنع جابر بن حيان أهم الحموض المعدنية، مثل حمض النتريك، وحمض الكبريت وحمض هيدروكلوريك. وبقيت من أهم المركبات في الصناعة الكيميائية لأكثر من ألف عام[23]. وقد قام ابن حيان أيضًا بتركيز حمض الخل من الخل باستخدام عملية التقطير في القرن الثامن[8][39]. كما ينسب إليه اكتشاف حمض الستريك، وحمض الطرطير[8].


[عدل] العناصر الكيميائية
لقد اكتشف جابر بن حيان العديد من العناصر الكيميائية: الزرنيخ، الإثمد، البزموت.[40][32][12]. وقد كان ابن حيان أيضًا أول من صنف الكبريت ("الحجر الذي يشتعل"، وهو توصيف لمبدأ الاحتراقية) والزئبق (الذي يحتوي المبدأ المثالي للخواص المعدنية) على أنهم عناصر[7]. وقد كان ابن حيان أول من نقى الرصاص و القصدير وميزهما عن بعضهما[41].


[عدل] المواد الاصطناعية والمشتقة
كتب محمد بن زكريا الرازي في القرن العاشر أنه وأسلافه (خالد ، وجابر بن حيان، والكندي) اخترعوا المواد الكيميائية المشتقة والاصطناعية التالية: أوكسيد الرصاص الثنائي (Pbo)، أكسيد الرصاص الأحمر (Pb3O4)، أوكسيد القصدير الثنائي (إسفيداج)، خلات النحاس الثنائية (خلات نحاس ثنائي) (زانيار)، أوكسيد النحاس الثنائي (CuO)، كبريتيد الرصاص، أوكسيد الزنك (ZnO)، أكسيد البزموت، أكسيد الإثمد، صدأ الحديد، خلات الحديد، دوس (أصل الفولاذ)، الزنجفر (كبريتيد الزئبقيك) (HgS)، أكسيد الزرنيخ الثلاثي (As2O3)، كربونات الكالسيوم (القلي)، هيدروكسيد الصوديوم (الصودا الكاوية)، القليميا (Qalimiya) (وهو الخبث الناتج عن تنقية المعادن)[42].


[عدل] الكحول المقطر
تمكن الكيميائيون المسلمون من عزل الإيثانول (الكحول) كمركب صافي بعد تطوير عملية التقطير خلال الخلافة العباسية، ومن أشهر هؤلاء العلماء، جابر بن حيان، الكندي، الرازي. كتابات ابن حيان (721-815) ذكرت الأبخرة القابلة للاشتعال للنبيذ المغلي. وقد وصف الكندي (801- 873) بشكل جلي تقطير النبيذ[43]. وقد يعود هذا إلى هدف فصل المواد الكحولية من المشروبات بسبب حرمة استهلاكها في الشريعة الإسلامية.

وقد كان الكيميائيون المسلمون أول من أنتج الكحول المقطر المنقى منذ القرن الثامن وحتى القرن العاشر، لاستخدامه في الصناعات الدوائية والكيميائية[23][25].

وقد كتب أحمد يوسف الحسن:

" إن تقطير النبيذ، وخصائص الكحول كانت معروفة بالنسبة للكيميائيين المسلمين منذ القرن الثامن. وتحريم الخمر في الإسلام لا يعني أنه لم يكن ينتج أو يستهلك أو أن الكيميائيين العرب لم يستخدموه في عمليات التقطير. وقد وصف جابر بن حيان تقنية التبريد المستخدمة في عملية تقطير الكحول
ملح بيتر المنقى
كانت نترات البوتاسيوم (ملح بيتر) معروفة عند العرب منذ وقت مبكر، حيث كانت معروفة من قبل خالد بن يزيد بن معاوية المتوفى عام 709 م وذلك تحت العديد من التسميات. استخدم هذا المركب في عمليات التعدين وفي إنتاج حمض النتريك والماء الملكي. وردت وصفات لهذه الاستعمالات في كل من كتب جابر بن حيان (المتوفى عام 815 م) وأبو بكر الرازي (المتوفى عام 932 م) وفي كتب العديد من الخيميائيين الآخرين [44] يوجد هنالك اثنان من من الأعمال المشهورة والتي تصف عملية تنقية ملح بيتر، الأول من ابن بختويه في كتابه. المقدمات (عام 1029)، والآخر من المهندس والكيميائي السوري نجم الدين حسن الرماح في كتابه الفروسية والمناصب الحربية (عام 1270)، والذي كان أول من وصف عملية التنقية الكاملة لنترات البوتاسيوم، حيث ذكر استعمال كربونات البوتاسيوم (على شكل رماد الخشب) لإزالة أملاح الكالسيوم والمغنسيوم الموجودة على شكل كربونات في نترات البوتاسيوم. [44][45]

بالإضافة إلى ذلك فإنه قد تم العثور على وصفة كاملة لتحضير البارود، وذلك باستعمال ملح بيتر المنقى لأول مرة في مخطوطة عربية تعود للقرن العاشر. [46] وفي مخطوطة أخرى من القرن العاشر أيضاً هنالك وصف كامل للبارود ولكيفية استعماله في المدافع. [47]


[عدل] البارود المتفجر
على الرغم من أن الصينيين كانوا أول من عرف البارود إلا أن المتوفر بين يديهم لم يكن نقياً وبالتالي فإن خواصه الانفجاربة كانت ضعيفة، بالإضافة إلى ذلك فإن نسب خلط المواد الأولية للمزيج لم تكن مناسبة للاستعمال في المدافع.

إن التركيب المثالي للبارود المستعمل في العصور الحديثة يتألف من 75% نترات البوتاسيوم (ملح بيتر) و10% كبريت و15% كربون. لقد تم ذكر العديد من الوصفات المقاربة في التركيب من قبل المهندس العربي حسن الرماح وذلك في كتابه الفروسية والمناصب الحربية أثناء وصف سلاح الطيار حيث ذكر التركيب التالي له: 74% نترات البوتاسيوم، 8% كبريت، و15% كربون، كما وصف تركيب طيار البرق كالتالي: 74% نترات البوتاسيوم، 10% كبريت، 15% كربون. لقد ذكر الرماح في كتابه أن تلك الوصفات كانت معروفة لوالده ولجده، لذا فإنها على الأقل قد يعود تاريخها إلى القرن الثاني عشر، في حين أن التركيب المتفجر للبارود لم يعرف من قبل الصينيين والأوروبيين إلا في القرن الرابع عشر