Рождение современной химии
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:
Скачать реферат