Контрольные работы, курсовые, дипломные, рефераты, а также подготовка докладов, чертежей, лабораторных работ, презентаций и еще много всего. Недорого и быстро.
Поворотный пункт в химии
ПРИ жизни Шталя и какое-то время после его смерти у теории флогистона не было серьезных противников, хотя некоторые химики, особенно соученик Шталя Ф.Гофман и голландец Х.Берхааве, высказывали сомнения в том, что металлы являются сложными телами (соединениями). Однако их работы не находили широкого отклика по причине, которую известный венгерский историк химии Шабадвари характеризует следующим образом:
5* 67
"В повседневной жизни человек сжигает дерево и уголь гораздо чаще, чем металлы. При этом он ясно видит, что количество горящей материи постоянно уменьшается и что-то из нее выходит. Разве не было бы совершенно естественным перенести эти наблюдения на металлы и считать процесс горения отщеплением каких-то компонентов вещества? Это более правдоподобно, чем полагать, что при этом . . . что-то добавляется к материи".
Но далеко не все химики мирились с противоречиями теории флогистона. К их числу относился и великий русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов (1711—1765 гг.). Он обучался химии в Германии, а потом стал профессором Петербургского универститета. Ломоносов повторил опыт Бойля по кальцинации металлов, но он взвесил сосуды с расплавленным и долго нагревавшимся металлом, не открывая их. Понятно, что никакого увеличения массы он не обнаружил. Увеличение массы вследствие поглощения тепла не происходило, что Ломоносов доказал и "холостым" опытом, взвешивая пустые сосуды до и после нагрева. Так было доказано то, что Мэйо высказывал как предположение: кальцинированные металлы представляют собой соединения металлов с частицами воздуха. К сожалению, в свое время эти важные исследования остались неизвестны химикам.
Перелом наступил позже и имел другое направление. В 1772 г. французский химик Антуан Лоран Лавуазье представил французской Академии наук доклад, в котором он показал, что не только металлы, но и сера, и фосфор при сгорании становятся тяжелее. Эти исследования были проведены еще на основе теории флогистона и истоком их были работы Лавуазье по "фиксированному воздуху" (двуокиси углерода). Однако уже в 1774 г. Лавуазье установил, что увеличение массы при кальцинации в точности равно массе "адсорбированного" воздуха. В том же году французский химик Пьер Байен доказал, что кальцинированная ртуть (окись ртути) при чистом нагреве, т.е. без подвода флогистона, может превратиться в ртуть и "воздух", причем потеря массы окисью ртути равна массе получившегося "воздуха". Из этих результатов химик сделал вывод, что, вероятно, теорию флогистона можно применять лишь в ограниченных масштабах.
Вскоре Лавуазье узнал об открытии кислорода и не замедлил привлечь этот факт к своим идеям о горении, к сожалению, не упомянув об авторах этой работы. В своем сообщении от 26 апреля 1775 г. он сказал, что полученные результаты опытов так же хорошо можно объяснить, если принять, что вещество при нагреве не отдает флогистон, а поглощает кислород. Это было первое указание на участие кислорода в горении; в это же время Пристли еще называл кислород "дефлогистированным воздухом", a HIe-еде считал, что имеется "огненный воздух", с которым соединяется флогистон горящих веществ, образуя свет и тепло.
Хотя Лавуазье в это время (и даже позже) занимался изучением результатов других исследователей, он уже представлял свою теорию горения в общих чертах. Все же в работе "О сгорании"- (1777 г.) он говорил, что его истолкование процесса горения менее противоречиво, чем теория флогистона, но саму теорию он еще не отрицал. И только в 1783 г. Лавуазье опубликовал работу "О флогистоне", где было сказано, что теория Шталя совершенно неверна; перед публикацией этой работы Лавуазье проделал множес-
тво опытов для проверки своих взглядов. В том же году ему удалось разложить "элемент" воду с помощью раскаленной железной проволоки на кислород (связанный с железом) и водород; еще до этого английский химик Г.Кавендиш (1731-1810 гг.) получил воду из водорода и кислорода.
Таким образом, было установлено, что горение основано на реакции с кислородом, что вода не является элементом, а металлы — не соединения, кальцинированные же металлы состоят из металла и кислорода. Все это неизбежно должно было привести к полному переосмыслению знаний о составе почти всех известных в то время веществ и тем самым к переворогу в химии. Но такие изменения, естественно, не могли произойти без • определенного сопротивления ученых,и в преодолении этого сопротивления Лавуазье принадлежит решающая роль. Этой трудной задаче он посвятил много энергии; он понимал, насколько весбм авторитет классиков философии и естествознания и как трудно новым поколениям выступать против установившихся взглядов. Но, говорил Лавуазье, "истину всегда следует искать только в естественном сочетании накопленного опыта и наблюдений, ... а (собственные) рассуждения исследователя должны быть ограничены такими небольшими этапами и короткими цепочками доказательств, чтобы они никогда ... не отрывались от наблюдаемых явле ний".
Эти строгие требования Лавуазье принял и в своем определении понятия "элемент". На заседании французской Академии наук 18 апреля 1787 г. он говорил: "С обозначением элемента или просто вещества мы связываем понятие последнего предела, до которого может проходить анализ, тогда
все вещества, которые мы уже не можем разложить на компоненты будут для нас элементами ... и их нельзя считать сложными, если наш опыт и наблюдения не докажут этого". В соответствии с этими положениями он позже составил "Таблицу простых веществ", куда входили 33 вещества. Среди
Составленная Лавуазье химическая номенклатура
Род элементов Новое название Соответствующие старые названия
Простые вещества, Свет
имеющиеся во всех трех Тепло природных UaPCTBaX3" и рассматриваемые как элементы тел
Кислород
Азот
Простые неметаллические вещества, окисляющиеся до кислот
Простые металлические вещества, окисляющиеся до кислот
Простые земляные вещества, превращающиеся в соли
Водород
Сера
Фосфор
Углерод
Мурийный
радикал
Плавиковый
радикал
Борат-радикал
Сурьма
Мышьяк
Висмут
Кобальт
Медь
Олово
Железо
Марганец
Ртуть
Молибден
Никель
Золото
Платина
Свинец
Вольфрам
Цинк
Известь
Магнезия
Барит
Алюмен
Силика
Свет Тепло
Тепловое начало Огненный флюид Огонь
Дефлогистированный воздух "Сверхвоздух" Воздух жизни Флогистонный газ Основа воздуха жизни Дурной воздух, удушливый воздух
Основа дурного воздуха
Негорючий газ
Основа негорючего газа
Сера
Фосфор
Чистый уголь
Еще не известно (хлор)
Еще не известно (фтор)
Еще не известно (бор)
Сурьма
Мышьяк
Висмут
Кобальт
Медь
Олово
Железо
Марганец
Ртуть
Молибден
Никель
Золото
Платина
Свинец
Вольфрам
Цинк
Известковая земля, известь Магнезия, основа эпсомской соли41* "Тяжелая земля" Глина, квасцовая земля, основа квасцов
Кремнезем, остеклованная земля
""Царство минералов, царство растений и царство животных. Прим. перев. ** Английская соль, углекислый магний. Прим. перев.
них были известь, магнезия, баритовая, квасцовая и кремцевая земли, т.е. CaO, MgO, BaO, Al2O3 и SiO2. Но и размеры, и принципы отбора элементов у Лавуазье были еще нечеткими. Во-первых, в таблицу входили световое и тепловое вещества, хотя еще Ломоносов показал, что тепло основывается на движении мельчайших частичек материи. Во-вторых, в таблицу были включены три неизвестных еще тогда элементов, названных радикалами, - соляная, борная и плавиковая кислоты, иными словами, хлор, бор и фтор.
Дальнейшим и возможно важнейшим шагом в реформе химии было составление Лавуазье новой номенклатуры — фактически первой "таблицы элементов"; эту работу начинал еще Гюитон де Морво. В упомянутом уже докладе Лавуазье говорил: "Как бы ни были правильны факты, как бы ни были верны представления, которые мы получаем, мы все равно можем сделать из них неверные выводы, если не используем точных выражений для их воспроизведения". В решении этой задачи его поддержали коллеги по Академии наук де Морво, Бертолле и де Фуркруа. Совместно они создали систему обозначений, которая почти без изменений сохранилась в неорганической химии до настоящего времени.
Наконец, Лавуазье решил изложить свои воззрения в виде учебника химии, в предисловии к которому он обещал читателю "идти только от известного к неизвестному, не далать вьюодов, которые не подтверждались бы непосредственно опытом и наблюдениями, и связывать химические факты ... в такой форме, которая лучше всего облегчит понимание начинающим". Эта книга не только сама выдержала несколько издений и была переведена на многие языки, но и послужила образцом для нескольких других учебников. С нее и началось триумфальное шествие теории Лавуазье. Новая химическая теория в относительно короткое время распространилась по всему миру, хотя некоторые старые ученые, особенно Пристли, до самой смерти оставались верными теории флогистона.
Рассказав о выдающемся ученом Лавуазье, коротко опишем его жизнь. Антуан Лоран Лавуазье родился в 1743 г. в семье преуспевающего парижского адвоката, учился химии у Гийома Франсуа Руэля (1703—1770 гг.) и еще в молодом возрасте построил на свои деньги химическую лабораторию, в которой провел ряд интересных экспериментальных работ. Именно за эти работы Лавуазье в возрасте 25 лет был принят во французскую Академию наук. Одновременно он развил и бурную промышленную деятельность; сначала в качестве компаньона, а затем руководителя предприятия по производству селитры, тесно связанного с пороховыми заводами. Кроме того, он занимал пост генерального откупщика по косвенным налогам (на табак, соль и т.д.), что еще больше увеличивало его доходы. В 1771 г. он женился на дочери другого генерального откупщика Мари-Анне-Пьерет-те Поз, которая вскоре стала отличным помощником мужа в его химических опытах. Дом Лавуазье стал центром научной и общественной жизни Парижа. После Французской революции Лавуазье был приговорен к с мерти за свою антинародную деятельность и казнен 8 мая 1794 г.
Но эти сухие данные не позволяют составить портрет выдающейся и столь противоречивой личности Лавуазье, жизнеописания которого с самых различных позиций появляются и в наше время. Уже упоминавшийся историк
химии Шабадвари приводит высказывание одного из современников великого химика по поводу его смерти: "Я не знаю, видел ли я тщательно отрепетированную игру актера или смерть подлинно великого человека". Все свои опыты Лавуазье проводил на собственные средства, причем опыты отличались максимальной научной точностью. Лавуазье занимал множество почетных (т.е. неоплачиваемых) должностей и проявлял большой интерес к решению общественных проблем, о чем свидетельствуют его исследования, например питьевой воды, уличного освещения и пр. В этом отношении он шел намного впереди своего времени. В то же время он был тщеславным, не слушавшим ничьих советов человеком. Ему неоднократно приходилось оправдываться от обвинений в плагиате (в частности, со стороны Пристли). Воздавая честь Лавуазье как выдающемуся ученому, не следует забывать, что он был сыном своего времени и своего общественного строя. И все же он отличался не только широтой мышления и гениальностью, но и огромной работоспособностью, благодаря которо й внес большой вклад в развитие науки.
|
Вы находитесь на сайте Xenoid v2.0: |
|
Copyright © 2005-2013 Xenoid v2.0
Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Химия: решение задач