Химия сегодня
аботах д-ра Гиртаннера “Новая
химическая номенклатура на немецком языке” (1791 г.) и “Основы
антифлогистонной химии” (1792 г.). Благодаря Гиртаннеру впервые
появились немецкие обозначения веществ, соответствующие новой
номенклатуре, например кислорода, водорода, азота. Работавший в Берлине
Гермбштедт опубликовал в 1792 г. учебник Лавуазье в переводе на немецкий
язык, а М.Клапрот после того, как он повторил опыты Лавуазье,
признал, новое учение; взгляды Лавуазье разделял и знаменитый
естествоиспытатель А.Гумбольдт.
В 1790-х годах в Германии не раз публиковались работы Лавуазье.
Большинство известных химиков Англии, Голландии, Швеции, талии разделяли
взгляды Лавуазье. Нередко в историко-научной ли-тературе можно прочесть,
что для признания теории Лавуазье химикам понадобилось достаточно много
времени. Однако по срав-нению с 200 годами непризнания астрономами
взглядов Коперника 10-15-летний период дискуссий в химии не так уж
велик. В последней трети XVIII в. одной из важнейших была про-блема,
которая многие века интересовала ученых: химики хотели понять, почему
и в каких соотношениях соединяются веще-ства друг с другом. К этой
проблеме проявляли интерес еще греческие философы, а во времена
Возрождения ученые выдвигали идею о сродстве веществ и даже строили
ряды веществ по сродству. Парацельс писал, что ртуть образует с металлами
амальгамы, причем для разных металлов с различной скоростью ив такой
последовательности: быстрее всего с золотом, затем ссеребром, свинцом,
оловом, медью и, наконец, медленнее всего с железом. Парацельс считал,
что причиной этого ряда химического сродства является не только
“ненависть” и “любовь” веществ друг к другу. В соответствии с его
представлениями металлы содержат серу, и, чем меньше ее содер-жание,
тем чище металлы, ачистотавеществ в значительной мере определяет их
сродство друг к другу. Г.Шталь объяснял ряд осаждения металлов как
результат различного содержания в них флогистона. До последней трети
XVIII в. многочисленные исследования были направлены на то, чтобы рас-
положить вещества по величине их “сродства”, и многие химики
составляли соответствующие таблицы. Для объяснения различного
химического сродства веществ выдвигались и атомистические представления,
а после того, как в конце XVIII - начале XIX вв. Ученые стали понимать
влияние элек-тричества на протекание некоторых химических процессов, для
этой же цели пытались использовать и представления об электричестве.
Основываясь на них, Берцелиус создал дуалистическую теорию состава
веществ, в соответствии с, например, соли состоят из положительно и
отрицательно заряженных “оснований” и “кислот”: при электро-лизе они
притягиваются к противоположно заряженным электродам и могут
распадаться при этом на элементы вследствие нейтрализа-ции зарядов. Со
второй половины XVIII в. особенно много внимания уче-ные стали уделять
вопросу: в каких количественных соотношениях взаимодействуют друг с
другом вещества в химических реакциях? Уже давно было известно, что
кислоты и осно-вания могут нейтрализовать друг друга. Предпринимались
также по-пытки установить содержание кислот и оснований в солях.
Т.Бергман и Р.Кирван нашли, что, например, в реакции двойного об-мена
между химически нейтральными сульфатом калия и нитратом натрия образуются
новые соли - сульфат натрия и нитрат калия, ко-торые тоже являются
химически нейтральными. Но ни один из ис-следователей не сделал из этого
наблюдения общего вывода. В 1767 г. Кавендиш обнаружил, что количество
азотной и серной кислот, ней-трализующие одинаковые количества карбоната
калия, нейтрализуют также одинаковое количество карбоната кальция.
И.Рихтер первым сформулировал закон эквивалентов, объяснение которому
было найдено позднее с позиций атомистической теории Дальтона.
Рихтер установил, что раствор, получающийся при смешивании растворов двух
химически нейтральных солей, тоже ней-трален. Он провел многочисленные
определения количеств основа-ний и кислот, которые, соединяясь, дают
химически нейтральные соли. Рихтер сделал следующий вывод: если одно и то
же количество какой-либо кислоты нейтрализуется различными, строго
определенными количествами разных оснований, то эти количества
оснований эквивалентны и нейтрализуются одним и тем же количеством
другой кислоты. Вы-ражаясь современным языком, если к раствору сульфата
калия, напри-мер, добавить раствор нитрата бария до полного осаждения
сульфата бария, то раствор, содержащий нитрат калия, тоже будет
нейтрален:
K2SO4 + Ba(NO3)2 = 2KNO3 + BaSO4.
Следовательно, при образовании нейтральной соли эквива-лентны друг другу
следующие количества: 2K, 1Ba, 1SO4 и 2NO3. По-линг обобщил и сформулировал
в современном виде этот закон со-единительных весов”: “Весовые
количества двух элементов (или их целочисленные кратные), которые,
реагируют с одним и тем же ко-личеством третьего элемента, реагируют
друг с другом в тех же коли-чествах”. Вначале работы Рихтера почти
не привлекли внимания исследователей, поскольку он пользовался еще
терминологией фло-гистонной теории. Кроме того, полученные ученым
ряды эквива-лентных весов были недостаточно наглядны, а предложенный им
выбор относительных количеств оснований не имел серьезных
доказательств. Положение исправил Э.Фишер, кото-рый среди эквивалентных
весов Рихтер выбрал в качестве эталона эк-вивалент серной кислоты, приняв
его равным 100, и составил, исходя из этого, таблицу “относительных
весов” (эквивалентов) соединений. Но о таблице эквивалентов Фишера стало
известно лишь благодаря Бертолле, который, критикуя Фишера, привел эти
данные в своей книге “Опыт химической статики” (1803 г.). Бертолле
сомневался, что состав химических соединений постоянен. Он имел на это
основание. Вещества, которые в начале XIX в. считались чистыми, на самом
деле были либо смесями, либо равновесными системами различных веществ, а
количественный состав химических соединений во многом зависел от
количеств ве-ществ, участвующих в реакциях их образования.
Некоторые историки химии считают, что, подобно Венцелю, Бертолле также
предвосхитил основные положения закона дейст-вия масс, который
аналитически выражал влияние количеств взаимо-действующих на скорость
превращения. Немецкий химик К.Венцель в 1777 г. показал, что скорость
растворения металла в кислоте, изме-ряемая количеством металла,
растворившегося за определенное время, пропорциональна “силе” кислоты.
Бертолле сделал многое для учета влияния масс реагентов на ход
превращения. Однако между рабо-тами Венцеля и даже Бертолле, с одной
стороны, и точной формули-ровкой закона действия масс - с другой,
существует качественное различие. Негативное отношение Бертолле к
закону нейтрализации Рих-тера не могло длиться долго, так как против
положений Бертолле энергично выступил Пруст. Проделав в течение 1799-1807
гг. массу анализов, Пруст дока-зал, что Бертолле сделал свои выводы о
различном составе одних и тех же веществ, анализируя смеси, а не
индивидуальные вещества, что он, например, не учитывал содержания воды
в некоторых оксидах. Пруст убедительно доказал постоянство состава
чистых химических соединений и завершил свою борьбу против взглядов
Бертолле уста-новлением закона постоянства состава веществ: состав одних
и тех же веществ независимо от способа получения одинаков (постоянен).
Периодический закон.
Рассматривая историю химии я не могу не упяуть об от-крытии
периодического закона. Уже на ранних этапах развития химии было
обнаружено, что раз-личнымлементам присущи особые свойства. Вначале
элементы раз-деляли всего на два типа - металлы и неметаллы. В 1829 г.
немецкий химик Иоганн Деберейнер обнаружил су-ществование нескольких
групп из трех элементов (триад) со сход-ными химическими свойствами.
Деберейнер обнаружил всего 5 триад, это:
1. Cl, Br, I
2. S, Se, Te
3. Ca, Cr, Ba
4. Li, Na, K
5. Fe, Co, Ni
Это обнаружение свойств элементов побудило к дальнейшим исследованиям
химиков, которые пытались найти рациональные способы классификации
элементов.
В 1865 г. английский химик Джон Ньюлендс (1839-1898)
заинтересовался проблемой периодической повторяемости свойств элементов.
Он расположил из из-вестных элементов в порядке возрастания их атомных
масс следующим образом: H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K Ca Cr Ti Mn
Fe
Ньюлендс заметил, что в этой последовательности восьмой элемент (фтор)
напоминает первый (водород), девятый элемент напоминает второй и т.д.
Тем самым через каждые восемь элементов свойства повторялись. Однако
в этой системе элементов было много неверного:
1) В таблице не нашлось места новым элементам.
2) Таблица не открывала возможности научного подхода к определению
атомных масс и не позволяла сделать выбор между их вероятными наилучшими
значе-ниями.
3) Некоторые элементы представлялись не-удачно размещенными в
таблице. Например железо сопоставля-лось с серой (!) и т.д.
Несмотря на большое количество недостатков, попытка Ньюлендса явилась
шагом в правильном направлении. Мы знаем, открытие периодического
закона при-надлежит Дмитрию И
| |  скачать работу |
Химия сегодня |
