Призрак в колбе
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
В знаменитом египетском походе Наполеона принимал участие человек-призрак, Монж-Бертолле — так называли его солдаты 32-тысячной французской армии. Если одни клялись и божились, что у него белокурые развевающиеся волосы, то другие готовы были присягнуть, что Монж-Бертолле, напротив, брюнет и носит парик с длинной косой. И что самое удивительное, обе спорившие стороны были правы. Дело в том, что Монж-Бертолле вовсе не существовал, вернее, не был единым лицом. В действительности это были совершенно разные люди: математик Монж и химик Бертолле. В походе имена ученых настолько тесно переплетались между собой, что солдаты, видевшие мельком, то одного, то другого, невольно превратили их в своем воображении в одну и ту же мнимую фигуру.
Этот забавный эпизод оказался на редкость символичным. Содружество химии и математики, а точнее, химии и геометрии, привело впоследствии к созданию совершенно нового направления в науке — физико-химического анализа. Основоположником его стал академик Н. С. Курнаков. И одним из достижений физико-химического анализа следует считать открытие соединений, существование которых предвидел еще Бертолле. Открыты же они были с помощью приемов начертательной геометрии, творцом которой был не кто иной, как Гаспар Монж. Некоторые из этих соединений оказались «мнимыми» в не меньшей степени, чем вымышленная фигура Монжа- Бертолле.
СПОР, РЕШЕННЫЙ 100 ЛЕТ СПУСТЯ
Аптекарь, увлекшийся химией и ставший ученым, Клод-Луи Бертолле рассматривал поход Наполеона в страну фараонов как обычную научную экспедицию. Он выкапывал из африканских песков селитру, необходимую для пороха, внимательно изучал процессы образования соды в натронных озерах Египта. Выводы, к которым пришел ученый у древних пирамид, обессмертили его имя. Именно здесь, на заседании Египетского института в Каире, он высказал принципиально новый взгляд на природу химического взаимодействия.
Исходя из предположения, что химическая реакция — непрерывный и обратимый процесс, Бертолле считал, что состав образующихся соединений может непрерывно изменяться в зависимости от условий, определяющих взаимодействие. В подтверждение своего взгляда Бертолле ссылается на существование однородных жидких растворов, минеральных соединений, стекол, шлаков. Такое высказывание было встречено в штыки французским ученым Прустом, который шаг за шагом неопровержимо доказал, что вещества, приводившиеся Бертолле в качестве примеров, на поверку оказываются смесями, а не химическими индивидами. Стехиометрия торжествовала победу. Восьмилетний публичный диспут завершился поражением Бертолле и торжеством закона постоянства состава.
Но надо же было так случиться, что идеи Бертолле, казалось бы, «навсегда поверженного в прах» в споре с Прустом, возродились вновь, подобно сказочной птице Феникс из пепла! Через 100 лет они получили блестящее подтверждение в работах выдающегося русского химика Н. С. Курнакова. В начале XX века Курнаков обнаружил в сплавах металлов и некоторых других классах соединений химически индивидуальные вещества временного состава — те самые, существование которых подсказывала Бертолле его гениальная интуиция. Они были открыты с помощью физико-химического анализа.
СОЮЗ ХИМИИ И ГЕОМЕТРИИ
Каждому паяльщику известно, что «третник» — сплав 1 части свинца и 2 частей олова — плавится при более низкой температуре, чем каждый металл в отдельности. Можно проделать такой опыт. Приготовьте сплавы олова со свинцом так, чтобы в серии последовательно расположенных образцов концентрация одного металла возрастала от 0 до 100%. В то время как концентрация другого соответственно убывала. Измерив температуру плавления каждого кусочка, нанесите ее в виде отдельных точек на график, в котором абсциссой является процентный состав какого-то компонента в сплаве, а ординатой — температура плавления. Соединив точки плавной кривой, вы получите так называемую диаграмму состояния. Подобного рода диаграммы «состав — свойство» являются в физико-химическом анализе «визитной карточкой» любой системы, состоящей из металлов, солей или органических соединений.
Исследование некоторых систем: методами физико-химического анализа привело к поразительным результатам. Были обнаружены вещества, не подчиняющиеся закону постоянства состава. Тут-то и пришлось вспомнить идеи Бертолле, предвосхитившие существование этих соединений.
Автор: А. В. Николаев.