Привид в колбі
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
У знаменитому єгипетському поході Наполеона брав участь чоловік-привид, Монж-Бертолле – так називали його солдати 32-тисячної французької армії. Якщо одні клялися і божилися, що у нього біляве кудряве волосся, то інші готові були присягнути, що Монж-Бертолле, навпаки, брюнет і носить перуку з довгою косою. І що найдивовижніше, обидві сторони були праві. Справа в тому, що Монж-Бертолле зовсім не існував, вірніше, не був єдиною особою. Насправді це були зовсім різні люди: математик Монж і хімік Бертолле. У поході імена вчених настільки тісно перепліталися між собою, що солдати, які бачили мигцем, то одного, то іншого, мимоволі перетворили їх у своїй уяві в одну і ту ж уявну фігуру.
Цей кумедний епізод виявився на рідкість символічним. Співдружність хімії та математики, а точніше, хімії та геометрії, призвела згодом до створення абсолютно нового напрямку в науці – фізико-хімічного аналізу. Основоположником його став академік М. С. Курнаков. І одним з досягнень фізико-хімічного аналізу слід вважати відкриття сполук, існування яких передбачав ще Бертолле. Відкриті ж вони були за допомогою прийомів нарисної геометрії, творцем якої був не хто інший, як Гаспар Монж. Деякі з цих сполук виявилися «уявними» в не меншій ступені, ніж вигадана фігура Монжа-Бертолле.
СУПЕРЕЧКА ВИРІШЕНА 100 РОКІВ ПОТОМУ
Аптекар, який захопився хімією і став вченим, Клод-Луї Бертолле розглядав похід Наполеона в країну фараонів як звичайну наукову експедицію. Він викопував з африканських пісків селітру, необхідну для пороху, уважно вивчав процеси утворення соди в натронних озерах Єгипту. Висновки, до яких прийшов вчений у стародавніх пірамід, обезсмертили його ім’я. Саме тут, на засіданні Єгипетського інституту в Каїрі, він висловив принципово новий погляд на природу хімічної взаємодії.
Виходячи з припущення, що хімічна реакція – безперервний і оборотний процес, Бертолле вважав, що склад утворених сполук може безперервно змінюватися залежно від умов, що визначають взаємодію. На підтвердження свого погляду Бертолле посилається на існування однорідних рідких розчинів, мінеральних сполук, стекол, шлаків. Таке висловлювання було зустрінуте вороже французьким вченим Прустом, який крок за кроком незаперечно довів, що речовини, що приводилися Бертолле як приклади, на перевірку виявляються сумішами, а не хімічними індивідами. Стехиометрія тріумфувала перемогу. Восьмирічний публічний диспут завершився поразкою Бертолле і торжеством закону сталості складу.
Але треба ж було так трапитися, що ідеї Бертолле, здавалося б, «назавжди поваленого в прах» в суперечці з Прустом, відродилися знову, ніби казкова птаха Фенікс з попелу! Через 100 років вони отримали блискуче підтвердження в роботах видатного російського хіміка Н. С. Курнакова. На початку XX століття Курнаков виявив в сплавах металів і деяких інших класах сполук хімічно індивідуальні речовини тимчасового складу – ті самі, існування яких підказувала Бертолле його геніальна інтуїція. Вони були відкриті за допомогою фізико-хімічного аналізу.
СОЮЗ ХІМІЇ І ГЕОМЕТРІЇ
Кожному паяльщику відомо, що «третнік» – сплав 1 частини свинцю і 2 частин олова – плавиться при більш низькій температурі, ніж кожен метал окремо. Можна виконати такий дослід. Приготуйте сплави олова зі свинцем так, щоб у серії послідовно розташованих зразків концентрація одного металу зростала від 0 до 100%. У той час як концентрація іншого відповідно спадала. Вимірявши температуру плавлення кожного шматочка, нанесіть її у вигляді окремих точок на графік, в якому абсциссою є процентний склад якогось компонента в сплаві, а ординатою – температура плавлення. Поєднавши точки плавною кривою, ви отримаєте так звану діаграму стану. Подібного роду діаграми «склад – властивість» є у фізико-хімічному аналізі «візитною карткою» будь-якої системи, що складається з металів, солей або органічних сполук.
Дослідження деяких систем: методами фізико-хімічного аналізу привело до вражаючих результатів. Були виявлені сполуки, що не підкоряються закону сталості складу. Тут-то і довелося згадати ідеї Бертолле, що передбачили існування цих сполук.
Автор: А. В. Ніколаєв.