Е.В. Савинкина, Г.П. Логинова, С.С. Плоткин - История химии. Элективный курс (1118120), страница 23

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 23)

Тщательно изучив!действие кислот на различные индикаторы, он составил шкалу,благодаря которой можно было определять силу кислоты поизменению цвета одного или нескольких индикаторов.Многие из разработанных Бергманом методов использо­вались почти без изменений в течение сотни лет. Методы,заключающиеся в разделении веществ на отдельные компо­ненты путем перевода их в нерастворимые соединения, впоследующие десятилетия были усовершенствованы другимихимиками-аналитиками, в том числе немецким химиком Мар­тином Генрихом Клапротом (1743—1817). Клапрот открыл урани цирконий, независимо от других исследователей получилсоединения стронция, титана, хрома, церия.

Он установил,5.1. Качественный анализ119что в железных метеоритах постоянным спутником железаявляется никель, первым показал наличие калия в некоторыхминералах. Русский химик Товий Егорович (Иоганн Тобиас)Ловиц (1757-1804) предложил при анализе солей использоватьиндивидуальные кристаллические модификации. Для этого онизготовил 288 моделей различных веществ и классифицировалих по химическому признаку. Для изучения кристаллическихосадков он широко использовал микроскоп.

Особое вниманиеаналитической химии уделял в своих работах Й.Я. Берцелиуси другие видные химики XIX в.Вопросы1. Можно ли получить представление о составе твердого веще­ства, используя только его химическое растворение?2. Почему тщательное проведение качественного анализа неиз­бежно должно было привести химиков к использованиюэлементов количественного анализа?5.1.2. Система группового анализаСоответствуютлианалитические группыгруппам элементов в периодической системе?элементовНа рубеже XVIII-XIX веков были известны уже 34 хими­ческих элемента и аналитические реакции, позволявшие ихобнаружить.

Появлялись все новые методы качественного ана­лиза. В начале XIX в. стали применять такие аналитическиереагенты, как сероводород, сульфид аммония, хлорная вода,иод.В 1829 г. было опубликовано «Руководство по аналитиче­ской химии» немецкого химика Генриха Розе (1795-1864), вкотором он описал групповой метод качественного анализа. Ро­зе предложил выделять элементы из раствора не поодиночке,как это делалось раньше, а целыми группами, используя иходинаковое отношение к определенному реактиву (групповомуреагенту). Например, соляная кислота осаждала из раствораодновременно серебро, ртуть(1) и свинец. Другим групповымреагентом, предложенным Розе, был сероводород. После оса­ждения сульфидов нескольких элементов их последовательнорастворяли в растворе сульфида аммония и т. д.

Применениегрупповых реагентов позволило Розе разделять сложные смесиэлементов на более простые, анализировать которые было уже120Часть 5. Развитие аналитической ХИМИИлегче. Используя такую схему, в одном растворе можно былодостоверно обнаружить 23 элемента.Сероводородный метод получил дальнейшее развитие в1841 г. в «Руководстве по качественному анализу» немецкогохимика Карла Ремигия Фрезениуса (1818-1897). Он впервыеразделил элементы на аналитические группы по их способ­ности образовывать сульфиды и по свойствам осажденныхсульфидов. Фрезениус неоднократно подчеркивал важную рольаналитической химии.

Он считал, что «все крупные достиже­ния химии в большей или меньшей степени связаны с новымиили усовершенствованными аналитическими методами».Благодаря своей простоте и наглядности система анализаФрезениуса просуществовала более 150 лет. Возможности ееприменения практически неограниченны — от анализа про­стых соединений до анализа минералов и сплавов.

Лишь в по­следние десятилетия эту методику стали вытеснять современ­ные физические методы химического анализа, не требующиеиспользования токсичного сероводорода и его соединений.Вопросы1. По словам Фрезениуса, «развитие аналитической химии!всегда предшествует развитию химической науки в целом,ибо подобно тому, как новый проложенный путь ведет к но­вым целям, так и улучшенные аналитические методы ведутк новым химическим достижениям».

Приведите примеры,иллюстрирующие эти слова.2. Почему некоторые малорастворимые сульфиды могут рас­творяться в растворах кислот и сульфида аммония?5.1.3. Оптический спектральный анализКак и почему возникает спектр электромагнитного излу­чения? Какая область спектра соответствует видимомуизлучению?Начиная с работ И. Ньютона, который во второй половинеXVII в. впервые получил и описал солнечный спектр, многиеученые вели исследования видимого света. В начале XIX в.было обнаружено, что солнечный спектр содержит несколькосотен темных линий.

Но лишь в 1859г. Г.Кирхгоф связалналичие тех или иных линий в спектре светящегося объектас присутствием в нем конкретных химических элементов.Рис. 5.1. Первый спектроскоп Р. Бунзена и Г. Кирхгофа имел довольнопростую конструкцию, основным элементом которой была стекляннаяпризма.В совместных работах с Р. Бунзеном Кирхгоф нашел взаи­мосвязь между спектрами излучения и поглощения. Исследо­ватели обнаружили, что темные линии в солнечном спектресовпадают с линиями в спектрах излучения различных ве­ществ. Бунзен и Кирхгоф считали, что с помощью спектраль­ного метода «можно будет узнать вещественный состав Солнцаи неподвижных звезд с такой же определенностью, с какоймы можем обнаруживать нашими реактивами присутствиесерной кислоты, хлора и т. д.

Вещества на Земле могут бытьопределены этим методом так же легко, как и на Солнце».Таким образом, Кирхгоф и Бунзен разработали метод хи­мического анализа «посредством наблюдения спектров». Ониподробно описали методики определения некоторых элементови показали возможности использования нового метода дляпоиска неизвестных ранее элементов. В 1860-1861 гг. ониобнаружили в спектрах линии двух новых химических эле­ментов. Элемент, обнаруженный в одной из минеральных вод,по двум ярким голубым линиям спектра был назван цезием.Второй элемент, содержащийся в одном из минералов, давалдве линии ярко-красного цвета и получил название рубидий.После обнаружения спектральными методами эти элементыбыли выделены и исследованы химически.Повторить спектроскоп Кирхгофа и Бунзена (рис.

5.1) ока­залось несложно, поэтому вскоре он появился в лабораторияхдругих химиков. В том же 1861 г. спектральным методом былоткрыт таллий (по линии зеленого цвета), а через два года в1863 г. — индий (две линии синего цвета).122Часть 5. Развитие аналитической химииВскоре, как это и предполагали Кирхгоф и Бунзен, иссле­дователи стали применять новый метод при изучении косми­ческих объектов. Уже в 1868 г. при наблюдении солнечныхпротуберанцев была обнаружена яркая желтая линия, не со­ответствующая ни одному из открытых на Земле элементов, —линия гелия.

Лишь в 1895 г. этот элемент был найден на Землеи опознан спектральным методом. Другие благородные газытакже были обнаружены по особенностям их спектров.Вопросы1. Можно ли считать, что первые шаги к спектральному анали­зу были сделаны еще в средние века, когда была обнаруженаспособность некоторых металлов окрашивать пламя?2.

Можно ли считать случайностью, что независимые сообще­ния французского астронома П. Жансена и английского фи­зика Дж. Н. Локьера об открытии гелия были одновременнополучены и зачитаны на заседании Французской академиинаук в один день 26 октября 1868 г.?5.2. Количественный анализКакова роль количественного анализа химических соедине­ний в развитии неорганической и органической химии?Анализ весовых отношений всегда играл важную роль вхимии. Сначала элементы количественного анализа применя­лись, в основном, в практических целях. Например, чтобыопределить количество металла в минерале или сплаве, ре­месленники старались выделить этот металл в чистом видеи взвесить его. Лишь в XVШ в. количественный анализ сталиспользоваться для исследования веществ и установления за­конов их превращений.5.2.1.

Весовой анализПочему весовой анализ возник раньше других методов Iколичественного анализа?Весы были первым инструментом, который химики стали |использовать для определения количественных параметров хи­мических веществ и реакций. Начав с выделения и взвешива­ния чистых металлов, в конце XVIII в. исследователи перешли5.2. Количественный анализ123к расчету содержания металла в неизвестном соединении по ве­су известного соединения. Переводить анализируемое веществов какое-либо известное соединение и определять его составвесомым методом предлагал, в частности, Т.Бергман,Весовым анализом занимались Р.Бойль, М.В.Ломоносов,А. Л.

Лавуазье и другие химики. Используя точное взвешива­ние участвующих в реакции и образующихся веществ, Лавуа­зье пришел к кислородной теории. Определив количественныйсостав солей, И. В. Рихтер открыл закон эквивалентов. Законыпостоянства состава М. Пруста и кратных отношений Дж. Даль­тона также основаны на количественном анализе химическихвеществ.Попытки Дж. Дальтона, Й.Я. Берцелиуса и других ученыхправильно определить атомные веса привели к быстромуразвитию весового анализа.

Очень большое значение имелаточность взвешивания. Сначала весы изготовляли механикикустари, а в 1823 г. возникло специальное производство анали­тических весов, чувствительность которых доходила до 0,5 мг.Для отделения осаждаемых соединений от раствора необхо­димо было фильтрование. Алхимики и ятрохимики фильтрова­ли жидкости через войлок, а в XVni в. стали применять непроклеенную бумагу. Часто отфильтрованное вещество сжигаливместе с фильтром, а продукты сгорания взвешивали, чтобывычислить содержание того или иного компонента в исходномсоединении. Чтобы зола, оставшаяся от фильтра, не мешалаанализу, Берцелиус использовал особую бумагу с зольностьювсего несколько десятых долей процента.В 1845 г.

Характеристики

Список файлов книги