Хімік Томас Грем

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

ТОМАС Грем

1805 - 1869
Сім'я торговця Грема жила на одній з найбільш багатолюдних і галасливих вулиць Глазго, провідною прямо на пристань. Маленький син Грема, Томас, любив дивитися з вікна на перехожих. Ці незнайомі йому люди, здавалося, прийшли сюди з іншого світу, зовсім не схожого на світ, в якому жив Томас. Він нікого не допускав у цей свій світ: ні батька, ні сестер, а їх у нього було чотири. Тільки мати здогадувалася про те, що син її живе в уявному світі, замкнувшись у кімнаті нагорі і дозволяючи собі марень, далеким від більш зрозумілих їй мрій про багатство, славу і влади.
Його хвилювало зовсім інше - нерозгадані таємниці природи. Що являє собою Всесвіт? Де початок буття і де його межа з потойбічним світом? Тринадцятирічний Томас шукав відповідь на ці питання в книгах, але марно: він плутався у філософських поглядах авторів і не міг зрозуміти, де реальність, а де починався вигадка.
Схильність Томаса до роздумів часом дратувала його батька: син був повна йому протилежність. Практичний Грем старший вмів укладати вигідні угоди, і це висунуло його в перший ряд серед ділових людей Глазго. Він робив усе, щоб долучити і сина до торгівлі, допомогти йому пізнати всі її тонкощі. Адже Томас був прямим його спадкоємцем. До свого превеликий жаль, однак, він зрозумів, що торгівля аж ніяк не для Томаса.
Спершись на підвіконня, хлопчик годинами дивився на вулицю ... У кожного своя дорога, вдала чи невдала, але своя. А в нього? Як завоювати право на власну дорогу в житті? Чи зможе він цього добитися? У його очах нерідко з'являвся вираз недитячою невгамовної смутку.
Своє четирнадцатілетіє Томас відсвяткував в університеті Глазго. Батько не відступив від прийнятого ним рішення, і Томас змушений був вступити на богословське відділення.
Студент Томас Грем відчував на собі вплив ідей професора Мейкліама, що викладав в університеті натурфілософію. Його лекції допомогли Томасу знайти відповіді на десятки мучавших його питань. Від професора він дізнався багато нового, познайомився з основами фізики та хімії. Професор Мейкліам дружив з читав курс хімії доктором Томасом Томсоном, сам цікавився цією наукою і порадив молодому студенту Грему відвідувати лекції Томсона.
Томас регулярно відвідував ці лекції. Поступово він прийшов до висновку, що хімія - найцікавіша наука, якій варто присвятити життя. Вміти працювати з речовинами, вивчати їх взаємодія, отримувати нові, нікому не відомі сполуки, відкривати закономірності, яким підпорядковуються хімічні реакції, - ось його справжня шлях у житті. Він занадто довго стояв на роздоріжжі, проте тепер для нього зрозуміла мета в житті. Він знайшов своє визнання і, незважаючи на непохитне бажання батька бачити сина пастором, присвятить своє життя науці.
Грем старанно працював, багато читав і, врешті-решт, отримав ступінь магістра мистецтв. Лише студенти, котрі володіли глибокими знаннями в галузі філософії та деяких інших спеціальних дисциплін, могли домогтися подібного.
Початкові знання з хімії Грем, отримав в лабораторії доктора Томсона, але цього було недостатньо для дослідницької роботи. За порадою професора Мейкліама він переїхав до Едінбургу.
Единбурзький університет славився гарними фахівцями-медиками. Навчання молодих лікарів, проте, вимагало знайомства з основами ряду важливих наук, серед яких в першу чергу була хімія. Кафедру хімії у той час займав доктор Хоуп. Відповідно до традиції, яка встановилася ще з часів професора Джозефа Блека, який відкрив і докладно дослідив двоокис вуглецю, в лабораторії доктора Хоупа займалися вивченням газів.
З цього почав і Грем. Йому були відомі дослідження Уїльяма Генрі з Манчестера. Він знав відкритий Генрі закон про розчинення газів у рідинах, але явища, які супроводжують цьому процесу, потребували додаткових дослідженнях. Грему було відомо, що одні гази, наприклад аміак і хлористий водень, добре розчиняються у воді, інші - азот, водень, кисень - значно гірше. Він задавав собі питання: чи є яка-небудь в цьому закономірність чи все залежить від індивідуальних властивостей газу?
Захоплений складними проблемами, Грем подовгу затримувався в лабораторії. Він повертався додому тільки до півночі, а рано вранці його знову можна було бачити в лабораторії.
У той час Грем був струнким вродливим юнаком, його витонченості могла позаздрити будь-яка красуня Единбурга. Приємна зовнішність та ввічливі манери молодої людини мали до себе. У нього було багато друзів серед працювали з ним у лабораторії. Початківці вчені нерідко подовгу розмовляли про хвилюючі їх наукові проблеми. Серед друзів Грема був і професор Леслі - філософ, літератор і мовознавець. Їх зустрічі та цікаві бесіди допомогли Грему більш широко пізнати і побачити світ.
Часто, залишаючись наодинці з собою, Грем думав про матір. Він любив її всім серцем, тривожився за неї, мріяв про зустріч. У хвилини відпочинку він писав їй довгі ніжні листи. У них він розповідав матері про свою роботу; свого життя ...
Ось уже два роки Томас знаходився поруч з доктором Хоуком. Він дізнався багато цікавого, але головне - навчився самостійно вести дослідницьку роботу. Він закінчив дослідження абсорбції газів, рідинами, і в кінці 1826 року в «Філософських літописах» з'явилася його перша стаття, за яку Грем отримав свій перший гонорар - 6 фунтів. З цими грошима Грем відправився купувати подарунок матері, щоб порадувати її і хоч чимось відплатити за її безмежну любов, турботу, ніжність. Не забув він і сестер. З покупками він повернувся додому, щасливий, що принесе чимало радості і близьким.
Радості? Ні, це не те. Матері люблять своїх дітей віддано і безкорисливо. Тепле слово для них дорожче, ніж найцінніший подарунок. Грем зворушив завжди стриману матір до сліз. Вона плакала від радості і гордості, що, син, нарешті, знайшов свою дорогу в житті. Шлях, яким наважуються йти не багато, тому що він тернистий і рідко усипаний трояндами. Але це шлях, який приносить радість і задоволення, не можна порівняти, ні з чим, це шлях творчої праці.
Грем залишався в лабораторії доктора Хоупа ще два роки. У 1828 році він повернувся до рідного Глазго.
Той же двоповерховий будинок батька, та сама кімната з вікнами на вулицю, німа свідок його мрій про майбутнє. Тепер, однак, ці мрії були більш реальними, більш визначеними. Романтичні фантазії юнацьких років поступилися місцем серйозної і глибокої думки молодого вченого. Його хвилювали великі проблеми, залучали цікаві явища.
Уроки математики та хімії, які він вів у лабораторії, що знаходилася на Портланд-стріт, давали кошти до життя, але Грем потребував у власній лабораторії, а грошей для цього не було. Добре, нехай своя лабораторія справа майбутнього ... А роботу починати треба негайно. На перших порах можна скористатися і скромною лабораторією на Портланд-стріт. Явища, які його цікавили, не вимагали складної апаратури: не покритий глазур'ю глиняний сосудик, що має форму склянки з вузьким горлечком, вигнута скляна трубка і невелика кількість ртуті - ось все, що поки було потрібно.
Глиняні судини він замовив гончарю Тейтону, а ртуть отримав у доктора Кларка, який викладав хімію в Механічному інституті. Кларк був набагато старший Томаса, але це не завадило їм стати друзями. Він часто відвідував свого молодого друга. Дослідження Грема представлялися йому цікавими, і він хотів не тільки побачити все в найдрібніших подробицях, але і допомогти молодому вченому своїми порадами.
Друзі підійшли до столу, на якому стояв склянку і глиняний посуд з укріпленої в шийці скляній U-подібною трубкою. Грем почав пояснювати:
Глиняний посуд пористий. Звичайно, у ньому повітря. Ртуть у трубці виконує роль пробки: вона затримує газ в глиняному посуді і одночасно реєструє зміни обсягу. Дивіться, рівні ртуті в обох колінах трубки однакові. Тепер я наповнюю склянку воднем і розміщую у нього глиняний посуд. Обидва гази розділені пористою перегородкою, і вони починають дифундувати. Водень буде просочуватися в посудину, повітря у зворотному напрямку. Але дивіться, що відбувається?!
Грем отримав водень і накрив глиняний посуд склянкою, перекинутого догори дном, оскільки водень легший за повітря. Поступово ртуть у коліні зігнутої трубки, пов'язаному з посудиною, почала опускатися вниз. Здавалося, що газ, в глиняному посуді розширювався і виштовхував ртуть.
- Як цікаво! - Вигукнув доктор Кларк.
- Але це не все. Дивіться, тепер зворотний ефект! Грем зняв склянку з глиняного посуду. Через кілька секунд ртуть почала підніматися до первісного рівня. На подив доктора Кларка, ртуть не зупинилася на колишньому рівні, а продовжувала підніматися в тому коліні трубки, який був пов'язаний з глиняного посуду. Здавалося, газ в ньому стискався і всмоктував ртуть в судину.
А з іншими газами ви проводили досліди?
Так. Пробував хлористий водень, вуглекислий газ.
І у всіх випадках спостерігається таке явище?
У тому-то й труднощі. З вуглекислим, газом все навпаки. Якщо ввести посудину з повітрям в атмосферу вуглекислого газу, ртуть починає заповнювати коліно з боку посудини, а потім, якщо видалити склянку з вуглекислим газом, ртуть переходить до іншого племени. Можна припустити, що газ стискається, а потім розширюється. Через деякий час стан газу в глиняному посуді нормалізується і рівень ртуті в обох колінах вирівнюється.
Ну, і які з усього цього висновки?
Поки що приблизні. Мабуть причиною є дифузія. Всі гази здатні розширюватися, заповнюючи весь наданий їм об'єм. Ось чому, якщо з'єднати дві посудини, заповнені різними газами, через деякий час у них утворюється абсолютно однорідна суміш. Протікає вільна дифузія. У моїх дослідах, однак, дифузія здійснюється через пористу перегородку - стінки глиняного посуду. Ми могли б назвати процес вимушеної дифузією. Виявляється, різні гази проходять через пористу перегородку з різною швидкістю. Наприклад, в досвіді, який ви бачили, і водень через стінки судини проходить швидше, тому кількість газу в посудині збільшується і виштовхує ртуть. Звичайно, повітря теж виходить назовні, але повільніше.
Розумію. По-моєму, вам треба, не відкладаючи, докладно описати свої досліди й опублікувати результати.
Стаття була надрукована в «Квартальний журналі науки» в 1829 році. У тому ж році Грему було запропоновано місце померлого доктора Кларка в Механічному інституті.
Дружба з Кларком направила інтереси двадцятичотирирічного Грема і до іншої області хімії. Останні роки свого життя доктор Кларк присвятив солям фосфорної кислоти. Подібне дослідження цих сполук давало все більше фактів, які не вдавалося пояснити за допомогою теорії Берцеліуса. На думку шведського вченого, кожна кислота утворюється в результаті приєднання одного атома води до одного атому кисневого оксиду. Відповідно до цієї теорії, кожен кислотний оксид утворює тільки одну одноосновних кислоту. Доктору Кларку, проте, вдалося отримати нову натрієву сіль фосфорної кислоти, значно відрізнялася за властивостями від звичайного фосфату натрію. Фосфат натрію утворює з нітратом срібла жовтий осад, і розчин над осадом має, кислу реакцію. Фосфат, отриманий доктором Кларком, при взаємодії з нітратом срібла давав білий осад, розчин над яким був нейтральним. Цю сіль він отримав з звичайного фосфату натрію, нагріваючи його до червоного. Оскільки новий фосфат утворився під дією вогню (вогонь по-грецьки «пірос»), Кларк назвав його пирофосфатом.
Тривалі дослідження доктора Кларка не внесли ясність у питання про фосфорної кислоти та її солі, більше того, вони значно ускладнили його. Тепер у добре обладнаній лабораторії доктора Кларка Грем отримав можливість розширити і поглибити свої дослідження. Основну увагу він приділив газам і фосфатам. Питання про дифузію все ще залишалося відкритим. Щоб визначити швидкість дифузії, Грему довелося вимірювати кількість перейшов через пористу перегородку газу за одиницю часу. Для одержання кількісної залежності він видозмінив і сам досвід. Замість глиняної посудини, поверхня якого виміряти важко, він використовував широку скляну трубку, кінець якої закрив спеціальної пористою перегородкою. Грем виробляв багаторазові аналізи газів всередині і зовні скляної трубки для визначення їхнього процентного вмісту в газовій суміші. Поряд з цим він вирішив визначити і деякі фізичні параметри газів. Ця тривала і в якійсь мірі одноманітна робота зовсім не набридала йому. Грем проводив сотий аналіз з таким самим задоволенням, з яким колись провів перший.
Наполеглива робота завершилася відкриттям закону, що лежав в основі явища дифузії газів. Грем встановив, що чим важче газ, тим повільніше він проходить через пористу перегородку. Але це тільки якісний взаємозв'язок. Він хотів знайти строгу математичну залежність, і його спроби увінчалися успіхом. Обчислення показували, що швидкість дифузії газу обернено пропорційна квадратному кореню з його щільності.
Паралельно з цією роботою Грем закінчив дослідження з окислення фосфору і встановив, що в присутності мізерно малих кількостей деяких газів окислення фосфору значно сповільнюється. Цей факт мав велике значення для науки, оскільки давав перший приклад негативного каталізу - явища, у якого навіть не було назви, тому що не існувало самої теорії каталітичних процесів. Навіть поняття «каталіз» Єнсен Якоб Берцеліус ввів лише через п'ять років після цього відкриття.
Друга стаття Грема про дифузії газів вийшла з друку в 1831 році, коли він був уже професором хімії в Андерсенівські університеті в Глазго. Тут у великій і відмінно обладнаної лабораторії він зробив дуже важливе відкриття, в результаті якої повністю змінився погляд на природу кислот. До цього відкриття Грема призвели результати дослідження фосфорної кислоти і її солей.
Розпочавши в лабораторії доктора Кларка з дослідження сполук фосфору, Грем перейшов потім до дослідження солей миш'якової кислоти, які, як було відомо з робіт Мітчерліха, володіли властивостями, аналогічними фосфатам. По суті Грем повторив досліди Мітчерліха, Берцеліуса, Кларка і отримав всі відомі на той час фосфати і арсенати. Він не знайшов помилок у висновках жодного з учених: це були справді різні за властивостями і складом солі. Варіюючи умови їх отримання, Грем виділив кілька нових фосфатів. Він звернув особливу увагу на безбарвна кристалічна речовина, яке містило велику кількість фосфору. Обробляючи його концентрованою сірчаною кислотою, Грем отримав фосфорну кислоту нового типу. Вона утворювала безбарвні кристали і легко викликала коагуляцію розчинів альбумінів. Грем назвав цю кислоту метафосфорной, а її солі - метафосфат. Зрештою він підсумував результати тривалих і складних дослідів, які показували, що при утворенні солей фосфорної кислоти один «атом» окису фосфору здатний зв'язатися з одним, двома або трьома «атомами» окису натрію або калію. Це твердження було справедливо лише за умови, якщо кислоти містять декілька атомів водню, що заміщається металами.
Грем був переконаний, що при розчиненні у воді окис фосфору здатна зв'язуватися з однією, двома або трьома молекулами води (по поглядам того часу - атомами води). Результатом цієї взаємодії є три різні за властивостями фосфорні кислоти - метафосфорная, пірофосфорної і ортофосфорна. Це припущення суперечило не тільки учневі Берцеліуса про одноосновних кислот, але йшло врозріз з поглядами всіх науковців. Проте його підтверджували факти, якими не можна було знехтувати. Стаття Грема, опублікована в 1833 році, поклала початок сучасної теорії багатоосновних кислот. Трохи пізніше ідея про багатоосновних кислот увійшла і в органічну хімію. Вперше про це писав Юстус Лібіх, а про багатоосновних спиртах (правильніше багатовалентних) - Адольф Вюрц.
Внесок Грема в науку мав велике значення. Його високо оцінила наукова громадськість. У 1834 році в Единбурзі відбулася урочиста церемонія, на якій Грема удостоїли почесної нагороди.
На торжество приїхали найвидатніші вчені Шотландії, щоб висловити свою повагу цьому скромному досліднику.
Грем був популярний не тільки в Шотландії, він користувався популярністю і серед вчених Лондону. Коли в 1837 році помер професор хімії Університетського коледжу в Лондоні Едуард Тенер, академічна рада одностайно обрав на його місце Томаса Грема.
У той час Лондон був центром науки. Тут працювали найвидатніші вчені з усіх галузей знань. Саме в Лондоні існувала можливість безпосереднього контакту з різними фахівцями. Грема радо прийняли в своє коло його лондонські колеги. У 1837 році він став членом Лондонського королівського товариства, під час засідань якого він зустрічався і розмовляв з багатьма видатними вченими. Через доктора Уїльяма, Узвелла Грем познайомився з Майклом Фарадеєм.
Робота над підручником захопила Грема, і він на деякий час припинив експериментальні дослідження. Дружба з Фарадеєм відбилася на його наукових інтересах. У результаті з'явилася нова стаття Грема «Теорія циклу Вольта», яку він доповів у 1839 році на засіданні Британської асоціації.
Авторитет Грема ріс з кожним днем. Глибокі пізнання і оригінальні дослідження висунули його в число перших серед видатних англійських учених. Коли в 1842 році було засновано англійське Хімічне суспільство, Грема обрали його президентом. Це суспільство і сьогодні відіграє важливу роль у розвитку хімічної науки в Англії. Після смерті Джона Дальтона в 1844 році французькі вчені обрали на його місце Томаса Грема - одного з одинадцяти видатних іноземних вчених - почесних членів Паризької академії.
Численні обов'язки заважали, проте, наукової роботи Грема. Йому без кінця доводилося засідати в різноманітних комісіях: в 1846 році його призначили до складу комісії з вивчення вентиляції нової будівлі парламенту; в наступному році вже інша комісія детально вивчала питання про поліпшення методів лиття рушниць, гвинтівок і гармат. У 1851 році Грем спільно з професором Міллером і професором Гофманом проводив роботу з визначення чистоти та придатності для пиття води деяких міст Англії. У тому ж році Грем був призначений членом журі виставки хімікатів і фармацевтичних препаратів в Лондоні.
І, тим не менш, вчений не переривав науково-дослідної роботи. Він продовжував вивчати явища, пов'язані з рухом молекул газів, цікавився причинами, що викликають це рух, умовами, від яких воно залежить. Методи дослідження газів Грем застосував і до рідин. Виявилося, що рідини, будучи відокремленими один від одного напівпроникною перегородкою, можуть переходити через неї. Таким же чином ведуть себе розчини, якщо їх відокремити від розчинника пористою перегородкою. Грем назвав це явище «осмосом» і детально описав його в статті «Про осмотичної силі» (1854 р.).
Відкриття осмотичних явищ було оголошено найзначнішим відкриттям року. За традиціями Королівського хімічного товариства автор статті повинен був виступити перед науковою громадськістю з лекцією, в якій необхідно було детально викласти суть досліджень та отримані результати. Лекція відбулася наприкінці грудня 1854 року. Це була друга Бейкеріанская лекція, з якою Грем мав честь виступити перед вченими Лондона (першу лекцію він прочитав в кінці 1850 року у зв'язку з дослідженнями дифузії рідин):
«... Явище це аналогічно дифузії газів, але воно таїть у собі ще багато неясного. Гази дифундують у двох напрямках, а рідини тільки в одному. Сутність експерименту в наступному. Широку частина воронки накриваємо тваринам міхуром, пергаментом або який-небудь інший напівпроникною перегородкою, потім воронку заповнюємо розчином певної речовини і занурюємо її у воду так, що трубка лійки залишається над водою. Через деякий час можна помітити, що рідина по ній починає повільно підніматися. Це показує, що вода проникає через перегородку в розчин. Що переходить з розчину у воду, встановити не вдалося. Тривалі дослідження показали, що висота, до якої піднімається рідина у трубці, сильно залежить від природи розчинених речовин. Наприклад, одновідсотковий розчин хлоридів натрію, кальцію, ртуті та міді дають відповідно 2, 20, 121 і 351 мм висоти. Пояснення цьому спостереження ще більше ускладнюється тим фактом, хто воно не пов'язане з капілярними явищами, як схильні думати багато дослідників. Один і той же розчин дає завжди однакове підвищення рівня в трубці, незважаючи на вид напівпроникною мембрани і товщину трубки, в якій знаходиться розчин ... »
З дослідження осмотичних явищ почався один з найбільш плідних періодів наукової діяльності Грема. У 1855 році йому запропонували перейти на роботу в лабораторію Державного монетного двору. Грем з радістю прийняв цю пропозицію, так як професорська діяльність відволікала його від проведення наукових досліджень, а членство в ряді урядових комісій забирало значну частину дорогоцінного часу.
Робота в лабораторії Монетного двору була порівняно спокійною, і вчений отримав можливість присвятити свій час науці. У лабораторії він знаходив радість і сенс всього свого життя. Навіть удома після трудового дня він подумки повертався до лабораторії, до дослідів, до невідомого, яке чекало свого відкриття.
Вивчення осмотичних явищ зустрічало великі труднощі. Вченому ніяк не вдавалося встановити взаємозв'язок між висотою піднімався стовпчика рідини і концентрацією розчиненої речовини. Грем провів десятки, сотні, тисячі дослідів, але все виявилося марним. Закони осмотичного тиску судилося відкрити Вільгельму Пфеффер лише через 20 років.
Минуло п'ять років з тих пір, як Грем почав працювати в лабораторії Монетного двору. Він стежив за досягненнями вчених не тільки Англії, але і всього світу. Розчини вивчали багато. Цікаві відкриття в цій області зробив Майкл Фарадей. Розпорошуючи порошок металу у воді, він отримав дуже тонкі суспензії, які зберігалися тривалий час. Ці «розчини» були дуже схожі за властивостями на розчини кременевої кислоти, які Грем вивчав разом з молодим асистентом Вільямом Остіном. Томас Грем не обзавівся свого часу сім'єю, і тому ніщо не заважало йому затримуватися в лабораторії разом з Остіном до пізньої ночі.
Грем і Остін провели ряд досліджень, на основі яких Грем створив абсолютно нову теорію речовин. У результаті своїх дослідів вони встановили, що деякі речовини утворюють виключно стійкі розчини. Якщо такий розчин піддати випаровуванню і потім охолодити, розчинена речовина виділиться у вигляді кристалів. Словом, такі речовини дуже легко кристалізуються. Інша група речовин, як встановили учені, утворює нестійкі розчини, які легко коагулюють, і розчинена речовина, осідає у вигляді драглистого осаду або тонкого порошку. Незважаючи на всі зусилля, їм не вдалося отримати кристали речовин другої групи. Прийнявши, що властивість кристалізуватися укладено в самій сутності речовин, Грем розділив їх на дві групи: перші (легко утворюють кристали) він назвав кристалоїдами, другі (не утворюють кристалів) -. колоїдами.
Розчини. колоїдних речовин володіли і іншою важливою властивістю: при охолодженні вони поступово збиралися і перетворювалися на студнеобразной масу - гель. При нагріванні гель знову перетворювався в рідину - золь. Вивчаючи Дифузію розчинів, Грем встановив, що колоїдні розчини не можуть переходити через перегородку, а як кришталь - переходять. Він відразу ж використав це властивість для отримання абсолютно чистих колоїдних речовин. З цією метою Грем наливав колоїдний розчин в широке блюдо, дно якого було виконано у вигляді напівпроникною мембрани. Опущене у ванну з чистою водою, блюдо плавало по її поверхні на зразок човна. Усі солі, розчинені у колоїдному розчині, проникали через перегородку в чисту воду, а в страві залишалися лише колоїдні частинки. Після того як воду міняли кілька разів, у страві залишався абсолютно чистий колоїдний розчин, з якого можна було виділити і сама речовина. Таким чином Грему вдалося отримати дуже чисті окис кремнію, гідроокису заліза, алюмінію і хрому, прусську синь, олов'яну, титанову, вольфрамову і молибденовую кислоти. Деякі з цих речовин (наприклад, окис кремнію) зустрічаються в природі в кристалічному стані. Ці дослідження Грема сприяли формуванню поглядів, розвинених згодом іншими авторами. Згідно з цими поглядами, колоїдний стан є властивістю усіх речовин, але в певних умовах.
Одночасно з вивченням колоїдних розчинів Грем і раніше займався газами. Причиною цьому послужило відкриття французького хіміка Анрі Сент-Клер Девілля. Грем не раз перечитував сенсаційну статтю вченого.
- Остін, йдіть-но сюди. Ось почитайте. Яке чудове відкриття! - Він простягнув журнал асистенту. - Знову про проходження газів через напівпроникні перегородки.
Остін, глянувши на заголовок, вигукнув:
Але тут мова йде про платину. Хіба платина пориста?
Унікальне відкриття. Треба негайно все перевірити.
Але у нас немає апаратури Девілля.
А ми зробимо по-іншому. Колись, років сорок тому, я почав вивчати дифузію газів і для цієї мети мені служила одна-єдина скляна трубка. Тепер ми візьмемо платинову трубку. Щільно закупоривши її з одного кінця, викачаємо з неї повітря і помістимо в атмосферу водню; якщо те, про що пише Девілль, вірно, через деякий час усередині трубки повинен накопичитися водень.
Остін приготував необхідні деталі приладу, і вони почали експеримент. Тонкі стінки платинової трубки виявилися повністю непроникними для водню не тільки при кімнатній температурі, але і при 200, 300 і навіть 500 ° С. Проте, коли температура платинової трубки підвищилася настільки, що метал розжарився до червоного і почав світитися, як розгорівся вугілля, в ній почав швидко накопичуватися водень. Гаї вільно проходив крізь нагріту металеву стінку трубки.
Девілль абсолютно прав. Треба перевірити, чи проявляє платина це властивість тільки по відношенню до водню або по відношенню до інших газів також, - збуджено сказав Грем.
З чого почнемо?
Спочатку з чистих газів - азоту і кисню, а потім поставимо досліди із сумішами.
Нова властивість платини так захопило двох невтомних експериментаторів, що вони тимчасово закинули всі інші проблеми. Через деякий час ними було показано, що проникнення через платину є характерним властивістю тільки водню. Якщо платинову трубку, нагріту до червоного, вводили у посудину, заповнену світильним газом, то в трубку проходив тільки водень, а метан та інші гази, що входили до складу світильного газу, залишалися в посудині. У той час як протягом півгодини в трубці накопичувалося до ста кубиків водню, обсяг проникли метану, азоту, етилену, окису і двоокису вуглецю ледь сягав однієї десятої частки кубічного сантиметра.
- Повна аналогія з каучуковими мембранами, - сказав Грем. - Коли я був молодий і тільки починав працювати, я спостерігав подібне явище на каучукових мембранах. Якщо наповнити гумовий кульку повітрям, через деякий час він стискається, тому що частина укладеного в ньому газу виходить через тонкі стінки. Подумайте, аналіз залишився газу показав, що це дочті чистий азот. Каучукова мембрана проникна тільки для кисню.
- Тоді можна припустити, що й інші речовини будуть проявляти це дивна властивість.
- Може бути. Через кілька днів у нас будуть трубки, зроблені із заліза, срібла, золота, паладію і нікелю.
Нові, несподівані результати вони отримали тільки при роботі з паладієвої трубкою. Водень проникав всередину неї навіть при кімнатній температурі. Для пояснення переміщення води крізь напівпроникну перегородку при осмотичних явищах Грем припускав, що вона пов'язується з речовиною мембрани і потім звільняється з іншого боку. Аналогія явищ навела його на думку про те, що водень зв'язується з платиною та паладієм, а на іншій стороні металевої стінки звільняється.
- Ми могли б спробувати отримати з'єднання паладію з воднем і визначити його властивості, - сказав Грем.
- При якій температурі будемо проводити досвід? Кількість поглиненого водню сильно залежить від температури. Може бути, не постійний склад з'єднання?
- Спробуємо і при низьких, і при високих температурах.
Досліди з паладієвої платівкою висунули нові проблеми. Нагріта і поміщена в атмосферу водню, платівка поглинала від 800 до 950 об'ємів водню, який знову виділявся при її нагріванні в вакуумі.
- Треба спробувати, отримати з'єднання та іншими методами. Так чинив ще Пруст. Якщо складу другого з'єднання ідентичний з складом першого, тоді ми можемо бути впевненими,, що отримали з'єднання, а не суміш. - Грем задумався. - Для цієї мети ми піддамо електролізу підкислену воду, а в якості катода візьмемо паладієву платівку. Крім того, можна спробувати ще один варіант. Остін, залийте трохи цинкового порошку сірчаної кислотою і занурте в розчин паладієву платівку. Вона виважена?
- Так. Ми зважили її ще після вчорашнього експерименту.
І в нових дослідах виявилося, що платівка поглинала від 800 до 950 об'ємів водню. Вона зберігала свої металеві властивості, хоча кількість поглиненого водню змінилося. Однак говорити про певний з'єднанні, було б ще занадто сміливо.
Швидше, тут відбувається поглинання газу металом. Утворений продукт можна назвати сплавом, а не з'єднанням, - сказав Грем.
Але сплави виходять при розчиненні одного металу в іншому, - сказав Остін. - У нашому ж випадку це газ. Хіба можна говорити про водні як про метал?
Чому б і ні? Паладієвих платівка, яка поглинає водень, добре проводить електричний струм, зберігає гнучкість і металевий блиск. Якби водень не володів властивостями, характерними для металів, то властивості металевої пластинки повинні були б різко змінитися. Втім, можна пошукати й нові докази, досліджуючи магнітні властивості платівки.
Тонка паладієвих платівка, укріплена на вістрі голки, відхилялася під впливом земного магнетизму на 10 градусів. Після того як Остін обробив її воднем і поглинання склало близько 600 обсягів Газа, її відхилення зросла до 48 градусів.
Сумнівів бути не може! Водень має сильно
вираженими магнітними властивостями, - сказав Остін. - Виходить, ваша теорія вірна. Водень треба розглядати як метал.
Так. Білий блискучий метал, - сказав Грем.
- І все-таки цей метал ніхто не бачив: адже водень - газ, - заперечив Остін.
- Парадоксально, але для мене це факт. Явище, назване «оклюзією», тобто поглинання водню паладієм, платиною та іншими металами, є достатнім доказом цього.
Це були одні з останніх експериментів вченого. І вересня 1869 смерть поклала кінець його дослідженням, які він проводив протягом 40 років.
Наукова громадськість віддала останню шану видатному досліднику, спорудивши пам'ятник у його рідному місті Глазго. Відбиті в бронзі очі Томаса Грема і сьогодні дивляться на чудовий світ незвіданого, світ безперервних пошуків взаємозв'язків у природі, світ, якому він присвятив своє життя.

Висновки.
Томас Грем був одним з відомих англійських хіміків дев'ятнадцятого століття, його роботи стосувалися, в основному, властивостей газів, осмосу та дифузії газів, тобто тих явищ, які не достатньо досліджені і в наш час. Грем відомий також отриманням багатьох солей фосфору і миш'яку, тіосоедіненій.
Він був одним з останніх хіміків - енциклопедистів, які займалися і неорганічної хімією і органікою і агрохімією. Після Грема, і не в останню чергу його працями, обсяг знань у розділах хімії сильно зріс і далі хіміки займалися в основному якоїсь однієї областю знань.

Список використаної літератури
1. Фігурновскій Н. А. Нарис загальної історії хімії. Від найдавніших часів до початку ХХ століття. М.: Наука, 1969.
2. Манолов К. Великі хіміки. Том 1. Пер. з болг. М.: Світ, 1977.
3. Мусабеков Ю. С., Черняк Я. А. видатні хіміки світу. Бібліографічний покажчик. М.: Книга, 1971.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Хімія | Реферат
62.4кб. | скачати


Схожі роботи:
Грем Грін
Хімік електрізатор дисидент
Лайнус Полінг найбільший хімік XX століття
Хімік Анрі Етьєн Сент Клер Девілль
Томас Гоббс 4
Томас Гоббс
Баттон Томас
Мітчелл Томас
Томас Грей
© Усі права захищені
написати до нас