Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Как сдать ЕГЭ по химии?

  Все выпуски  

Как сдать ЕГЭ по химии? Лекция 1 (продолжение)


Пристли пытался объяснить это явление, используя теорию флогистона. Поскольку горючие вещества горели в этом газе весьма ярко, то они должны были очень легко выделять фло- гистон. Чем это объяснить? Как следует из теории флогистона, воздух легко поглощает флогистон, но до определенного пре- дела, после чего горение прекращается. В открытом Пристли газе горение шло лучше, чем в воздухе, и он решил, что этот газ совсем не содержит флогистона, Пристли называл откры- тий им газ «дефлогистированным воздухом». (Однако через не- сколько лет его переименовали в кислород: этим названием мы пользуемся и сегодня. «Дефлогистированный воздух» Пристли казался своего рода антиподом «флогистированного воздуха» Резерфорда. В пос- леднем газе мыши умирали, тогда как в первом были весьма деятельными. Пристли сам попробовал подышать «дефлогис- тированным воздухом» и почувствовал при этом себя «легко и свободно». Однако в открытии кислорода и Резерфорд и Пристли опе- редил шведский химик Карл Вильгельм Шееле (1742-1786) – представитель плеяды химиков, которые вывели Швецию в XVIII в. на передовые позиции науки. Кронстедт (1722 -1765) при изучении минералов впервые при- менил паяльную трубку. Это была длинная постепенно сужаю- щаяся трубка, из узкого конца которой выходила струя сжатого воздуха. Благодаря использованию новых технических приемов, подобных анализу в пламени паяльной трубки, химикам удалось накопить достаточно много данных о минералах. Исходя из этих данных, Кронстедт вполне справедливо по- лагал, что минералы следует классифицировать не только в соответствии с их внешним видом, но и в соответствии с их химической структурой. В 1758 г. он выпустил книгу «Систе- ма минералогии», в которой детально описал новую систему классификации. Шведский минеролог Торберн Улаф Бергман (1735-1784) раз- вил теорию, объясняющую, почему одно вещество реагирует с другим, но не реагирует с третьим. Он же предположил, что между двумя веществами существует «сродство» (affinities), и составил тщательно выверенные таблицы различных величин сродства. Эти таблицы пользовались широкой известностью при жизни их создателя и пережили его на несколько десяти- летий. Шееле открыл ряд кислот растительного и животного про- исхождения, в том числе винную, лимонную, бензойную, яб- лочную, щавелевую, галловую, молочную, мочевую, а также та- кие минеральные кислоты, как молибденовая и мышьяковая. Шееле получил и изучил три сильно ядовитых газа: фторид водорода, сульфид водорода и цианид водорода. (Предполага- ют, что его ранняя смерть явилась результатом медленного от- равления химикалиями, так как он имел обыкновение пробо- вать на вкус те вещества, с которыми работал). Наиболее важные его открытия – получение кислорода и азота (соответственно в 1771 и 1772 гг.). Шееле получал кисло- род, нагревая вещества, непрочно его удерживающие. Он на- гревал, тот самый красный оксид ртути, которым несколько лет спустя воспользовался Пристли. Шееле подробно описал свои опыты по получению и столь же подробно описал свойства «огненного воздуха» (так он на- зывал кислород), но из-за небрежности его издателя эти описа- ния не появлялись в печати до 1777 г. К концу XVIII в. был накоплен большой эксперименталь- ный материал, который необходимо было систематизировать в рамках единой теории. 5 июля 1748 г. М.В. Ломоносов впер- вые сформулировал закон сохранения материи и движения. В письме к Л.Эйлеру он писал: «Все встречающиеся в природе изменения происходят так, что если к чему-либо прибавилось, то это отнимается у чего-то другого. Так, сколько материи при- бавляется какому-либо телу, столько же теряется у другого… Так как это всеобщий закон природы: То он распространяется и на правила движения, столько же теряет он своего движения, сколько сообщает другому, им двинутому». В 1756 г. М.В.Ломоносов, повторив опыт Р.Бойля, раньше А.Лавуазье высказал мысль, что увеличение массы металлов при обжигании следует приписать присоединению частиц воз- духа И в отличие от своих современников он исключил «огнен- ную материю» из числа химических агентов. Создателем такой теории французский химик Антуан-Ло- ран Лавуазье (1743-1794). Лавуазье понял важность точного из- 24 25 менения. Первая значительная работа (1764 г.) быа посвящена изучению состава минерального гипса. Нагревая этот минерал, Лавуазье удалял из него воду и определял количество получен- ной таким образом воды. Даже в 1770 г. ряд ученых придерживались старого опреде- ления элементов и утверждали, что трансмутация возможна, поскольку воду, например, при длительном нагревании можно превратить в землю. Лавуазье решил проверить возможность превращения воды экспериментальным путем. С этой целью он в течение 101 дня кипятил воду в сосуде, в котором водяной пар конденсировал- ся и возвращался обратно в колбу. Он взвешивал и сосуд и воду и до и после нагревания. Осадок при этом действительно появился, но вес воды не изменился. Осадок образовывало выщелоченное стекло, осаж- давшееся в виде твердых пластинок. Этот пример наглядно по- казывает. Что простое наблюдение может привести к ошибоч- ным вывода, тогда как количественное измерение позволяет установить истинные причины явления. Вопрос о том, что такое процесс горения, интересовал всех химиков XVIII в. В 1772 г. Лавуазье в складчину с другими хи- миками приобрел алмаз. Он поместил этот алмаз в закрытый сосуд и нагревал до тех пор, пока алмаз не исчез. При этом об- разовался углекислый газ. Таким образом было убедительно доказано, что алмаз состоит из углерода и, следовательно, ал- маз ближе всех других веществ к углю. Лавуазье был не волне доволен полученными результатами. При соединении воздуха с металлом образовывалась окалина, а при соединении с деревом – газы. Но почему в таком взаимо- действии участвовал не весь воздух, а только примерно пятая часть его? В октябре 1774 г. Париж посетил Пристли и рассказал Ла- вуазье о своем открытии «дефлогистированного воздуха». Ла- вуазье в 1775 г. подготовил статью, в которой утверждал, что воздух является не простым веществом, а смесью двух газов. Одну пятую воздуха составляет «дефлогистированный воздух» Пристли (Лавуазье, к сожалению, оспаривал у Пристли честь открытия кислорода). И именно эта часть воздуха соединяется с горящими или ржавеющими предметами, переходит из руд в древесный уголь и необходима для жизни. Второй газ, составляющий четыре пятых воздуха («флогис- тированный воздух» Резерфорда), был признан совершенно са- мостоятельным веществом. Этот газ не поддерживал горения, мыши в нем гибли. Лавуазье называл его азотом – безжизнен- ным. Позднее азот был переименован в цитроген, что в пере- воде с латинского означает селитрообразующий, поскольку выяснилось, что азот является составной частью распростра- ненного минерала селитры. Лавуазье был убежден (и, надо сказать, совершенно справед- ливо), что жизнь поддерживается процессом, сходным с про- цессом горения: ибо мы вдыхаем воздух, богатый кислородом и бедный углекислым газом, а выдыхаем воздух, бедный кисло- родом и значительно обогащенный углекислым газом. Он и его коллега Пьер Симно де Лаплас (1749-1827), впоследствии извес- тный астроном, попытались измерить количество вдыхаемого животным кислорода и выдыхаемого ими углекислого газа. Ре- зультаты оказались озадачивающими – часть вдыхаемого кис- лорода не превратилась в выдыхаемый углекислый газ. Лавуазье, узнав об этом опыте, называл газ Квендиша водо- родом («образующим воду») и отметил, водород горит, соединя- ясь с кислородом, и, следовательно, вода является соединением водорода и кислорода. Лавуазье также полагал, что пищевая субстанция и живая ткань представляют собой множество раз- личных соединений углерода и водорода, поэтому при вдыха- нии воздуха кислород расходуется на образование не только углекислого газа из углерода, но и воды из водорода. Таким об- разом Лавуазье объяснил, куда расходуется та часть кислород, которую он никак не мог учесть в своих первых опытах по изу- чению дыхания. Русский химик Михаил Васильевич Ломоносов (1711 -1765) еще в 1756 г., т.е. почти за двадцать лет до работ Лавуазье по го- рению, отказался от теории флогистона и предположил, что при горении вещества соединяются с частью воздуха. Ломоно- сов имел почти современные взгляды на теорию атомов и тео- рию теплоты. Опередив, таким образом, свое время почти на сто пятьдесят лет.

В избранное