Ответы (7) (1183892), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Исходяиз этих данных Кронстедт вполне справедливо полагал, что минералы следуетклассифицировать не только в соответствии с их внешним видом, но и в соответствии с иххимической структурой. В 1758 г. он выпустил книгу "Система минералогии", в которойдетально описал новую систему классификации.Эта работа была продолжена другим шведским минералогом Торберном УлафомБергманом (1735-1784). Бергман развил теорию, объясняющую, почему одно веществореагирует с другим веществом, но не реагирует с третьим.
Он же предположил, что междувеществами существует "сродство" (affinities), и составил тщательно выверенные таблицыразличных величин сродства. Эти таблицы пользовались широкой известностью при жизниих создателя и пережили его на несколько десятилетий.Шееле, еще будучи помощником аптекаря, обратил на себя внимание Бергмана,который помогал ему и поддерживал его. Шееле открыл ряд кислот растительного иживотного происхождения, в том числе винную, лимонную, бензойную, яблочную,щавелевую, галловую, молочную, мочевую, а также такие минеральные кислоты, какмолибденовая и мышьяковая.Шееле получил и изучил три сильно ядовитых газа: фторид водорода, сульфидводорода и цианид водорода.
(Предполагают, что его ранняя смерть явилась результатоммедленного отравления химикалиями, так как он имел обыкновение пробовать на вкус тевещества, с которыми работал.)Шееле был в числе тех химиков, исследования которых привели к открытию многихэлементов, и пользовался большим уважением шведских коллег.
Наиболее важные егооткрытия - получение кислорода и азота (соответственно в 1771 и 1772 гг.). Шееле получалкислород, нагревая вещества, непрочно его удерживающие. В частности, он нагревал тотсамый красный оксид ртути, которым несколько лет спустя воспользовался Пристли. Шеелеподробно описал свои опыты по получению и столь же подробно описал свойства"огненного воздуха" (так он называл кислород), но из-за небрежности его издателя этиописания не появлялись в печати до 1777 г. К этому времени вышли труды Резерфорда иПристли, которые и завоевали честь первооткрывателей.ТРИУМФ ИЗМЕРЕНИЯК концу XVIII в.
был накоплен большой экспериментальный материал, которыйнеобходимо было систематизировать в рамках единой теории. Создателем такой теории сталфранцузский химик Антуан-Лоран Лавуазье (1743-1794). С самого начала своейдеятельности на поприще химии Лавуазье понял важность точного измерения.
Его перваязначительная работа (1764 г.) была посвящена изучению состава минерального гипса.Нагревая этот минерал, Лавуазье удалял из него воду и определял количество полученнойтаким образом воды. Лавуазье принял сторону тех химиков, которые, подобно Блэку иКавендишу, применяли измерение при изучении химических реакций. Однако Лавуазьеиспользовал более систематический подход, что позволило ему доказать несостоятельностьстарых теорий, уже не только бесполезных, но и мешавших развитию химии.
Даже в 1770 г.ряд ученых придерживались старого определения элементов и утверждали, чтотрансмутация возможна, поскольку воду, например, при длительном нагревании можнопревратить в землю. Предположение о возможности превращения воды в землю считалосьсправедливым (вначале даже самим Лавуазье), так как при длительном нагревании воды (втечение нескольких дней) в стеклянном сосуде образовывался твердый осадок. Лавуазьерешил проверить возможность превращения воды экспериментальным путем. С этой цельюон в течение 101 дня кипятил воду в сосуде, в котором водяной пар конденсировался ивозвращался обратно в колбу, так что возможность какой-либо потери вещества в процессеопыта была исключена.
И разумеется, Лавуазье не забывал о точности эксперимента. Онвзвешивал и сосуд и воду до и после нагревания.Осадок при этом действительно появился, но вес воды не изменился. Следовательно,вода не могла образовать осадок. Однако вес самого сосуда, как выяснилось, уменьшился какраз на столько, сколько весил осадок. Другими словами, осадок появился не в результатепревращения воды в землю, а в результате медленного разъедания стеклянных стенок сосудагорячей водой. Осадок образовывало выщелоченное стекло, осаждавшееся в виде твердыхпластинок. Этот пример наглядно показывает, что простое наблюдение может привести кошибочным выводам, тогда как количественное измерение позволяет установить истинныепричины явления.Вопрос о том, что такое процесс горения, интересовал всех химиков XVIII в., иЛавуазье также не мог не заинтересоваться им.
В 60-х годах XVIII в. он получил золотуюмедаль за исследование, посвященное улучшению способов уличного освещения. В 1772 г.Лавуазье в складчину с другими химиками приобрел алмаз. Он поместил этот алмаз взакрытый сосуд и нагревал до тех пор, пока алмаз не исчез. При этом образовалсяуглекислый газ. Таким образом было убедительно доказано, что алмаз состоит из углерода и,следовательно, алмаз ближе всех других веществ к углю.Продолжая свои опыты, Лавуазье нагревал в закрытых сосудах с ограниченнымобъемом воздуха такие металлы, как олово и свинец.
Сначала на поверхности обоихметаллов образовывался слой окалины, но в определенный момент ржавление прекращалось.Сторонники теории флогистона сказали бы, что воздух поглотил из металла весьсодержащийся в нем флогистон. В то время уже доподлинно было известно, что окалинавесит больше, чем сам металл, однако, когда после нагревания Лавуазье взвесил сосудвместе со всем содержимым (металлом, окалиной, воздухом и пр.), оказалось, что он веситровно столько же, сколько и до нагревания.Из этих данных следовало, что если, частично превратившись в окалину, металлувеличил свой вес, то что-то еще из содержащегося в сосуде потеряло эквивалентноеколичество веса.
Это "что-то еще" могло быть и воздухом. Однако в этом случае в сосудедолжен был образоваться вакуум. Действительно, когда Лавуазье открыл сосуд, тудаустремился воздух, и вес сосуда и его содержимого увеличился.Таким образом Лавуазье показал, что металл превращается в окалину не в результатепотери мистического флогистона, а вследствие присоединения порции самого обычноговоздуха.Это открытие позволило выдвинуть новую теорию образования металлов и руд.Согласно этой теории, в руде металл соединен с газом. Когда руду нагревают на древесномугле, уголь адсорбирует газ из руды; при этом образуются углекислый газ и свободныйметалл.Таким образом, в отличие от Шталя, который считал, что плавка металла включаетпереход флогистона из древесного угля в руду, Лавуазье представлял себе этот процесс какпереход газа из руды в уголь.
Однако имело ли смысл толкование Лавуазье предпочестьтолкованию Шталя? Да, имело, поскольку предположение Лавуазье о переходе газапозволяло объяснить причины изменения веса веществ в результате горения.Окалина тяжелее металла, из которого она образовалась, ровно на столько, скольковесит соединившееся с металлом количество воздуха. Горение дерева также сопровождаетсяприсоединением воздуха, но увеличения веса в этом случае не наблюдается, так какобразовавшееся новое вещество углекислый газ улетучивается в атмосферу. Оставшаяся золалегче сгоревшего дерева.
Если бы горение дерева проходило в закрытом сосуде иобразующиеся при этом газы оставались бы в сосуде, тогда можно было бы показать, что весзолы плюс вес образовавшихся газов плюс вес того, что осталось от воздуха, равняетсяначальному весу дерева и воздуха.Обдумывая результаты проведенных им опытов, Лавуазье пришел к мысли, что еслиучитывать все вещества, участвующие в химической реакции, и все образующиеся продукты,то изменения в весе никогда наблюдаться не будет8. (Говоря более точным языком физиков,не произойдет изменения массы.) Другими словами, Лавуазье пришел к выводу, что массаникогда не создается и не уничтожается, а лишь переходит от одного вещества к другому.Это положение, известное как закон сохранения массы, стало краеугольным камнем химииXIX в.9Успехи, достигнутые Лавуазье благодаря использованию метода количественныхизмерений, были настолько велики и очевидны, что этот метод был безоговорочно принятвсеми химиками.ГОРЕНИЕОднако сам Лавуазье был не вполне доволен полученными результатами.
Присоединении воздуха с металлом образовывалась окалина, а при соединении с деревом - газы.Но почему в таком взаимодействии участвовал не весь воздух, а только примерно пятаячасть его?В октябре 1774 г. Париж посетил Пристли и рассказал Лавуазье о своем открытии"дефлогистированного воздуха". Лавуазье сразу же оценил значение этого открытия. В 1775г. он выступил с докладом в Академии наук, а вскоре подготовил и статью, в которойутверждал, что воздух является не простым веществом, а смесью двух газов. Одну пятуювоздуха, по мнению Лавуазье, составляет "дефлогистированный воздух" Пристли (Лавуазье,к сожалению, оспаривал у Пристли честь открытия кислорода). И именно эта часть воздухасоединяется с горящими или ржавеющими предметами, переходит из руд в древесный угольи необходима для жизни.Рис.
7. Схемы опытов, проведенных Лавуазье, показанные в его книге "Элементарныйкурс химии" (рисунки сделаны женой Лавуазье).Лавуазье назвал этот газ кислородом, т. е. порождающим кислоты, так как полагал, чтокислород - необходимый компонент всех кислот. В этом, как в дальнейшем выяснилось, оношибался.Второй газ, составляющий четыре пятых воздуха ("флогистированный воздух"Резерфорда), был признан совершенно самостоятельным веществом.
Этот газ неподдерживал горения, мыши в нем гибли. Лавуазье назвал его азотом безжизненным.Позднее азот был переименован в нитроген10, что в переводе с латинского означаетселитрообраэующий, поскольку выяснилось, что азот является составной частьюраспространенного минерала селитры.Лавуазье был убежден (и, надо сказать, совершенно справедливо), что жизньподдерживается процессом, сходным с процессом горения: ибо мы вдыхаем воздух, богатыйкислородом и бедный углекислым газом, а выдыхаем воздух, бедный кислородом изначительно обогащенный углекислым газом. Он и его коллега Пьер Симон де Лаплас(1749-1827), впоследствии известный астроном, попытались измерить количествовдыхаемого животным кислорода и выдыхаемого им углекислого газа. Результаты оказалисьозадачивающими - часть вдыхаемого кислорода не превратилась в выдыхаемый углекислыйгаз.Как мы отмечали выше, в 1783 г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
