Калоян Манолов - Великие химики. В 2-х томах. Т. I.

• Название: Великие химики. В 2-х томах. Т. I.
• Автор: Калоян Манолов
• Издательство: Мир
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1985

Автор книги, болгарский ученый Калоян Манолов, известен не только как специалист в области химии комплексных соединений, но и прежде всего как талантливый популяризатор и историк химических наук. Его книги «У химии свои законы» (М.: Химия, 1975), «Биография атома» (М.: Мир, 1984) переведены на русский язык.

Издание содержит ряд биографических очерков о выдающихся ученых — от Р. Глаубера (XVII в.) до ученых нашего времени. Написана живым, образным языком, содержит много ранее не известных материалов. Биографии насыщены яркими, интересными эпизодами, хорошо передающими черты характеров и главные вехи творчества героев очерков.

В т. I вошли биографии ученых XVII—XIX вв.

Предназначена для химиков, преподавателей химии и будет интересна самым широким кругам читателей.

---

— Вот, это анализы смешанных кристаллов. Если смешать растворы веществ, образующих аналогичные кристаллы, из полученного раствора выкристаллизовываются смешанные кристаллы. У них та же самая форма, что и у кристаллов чистых веществ, и они содержат одинаковое количество воды. Состав смешанных кристаллов не постоянен. Если раствор сульфата меди смешать с раствором сульфата марганца, то полученные смешанные кристаллы обладают абсолютно той же формой, что и у чистых кристаллов сульфата меди и марганца. Если количество раствора сульфата марганца увеличивается, растет и его содержание в кристаллах, то есть эти два вещества связываются в неопределенных весовых отношениях.

— Но это же противоречит закону постоянных отношений! — воскликнул Берцелиус.

— И тем не менее это факт, — убежденно ответил Митчерлих.

Берцелиус еще раз внимательно просмотрел данные. Ошибки нет!

— Тогда это неизвестное до сих пор явление, господин Митчерлих. Закономерность, которую вы открыли, чрезвычайно интересна. Как вы думаете ее назвать?

Митчерлих пожал плечами.

— Пока не подумал об этом.

— Напрасно, господин Митчерлих, это упущение с вашей стороны. Вы должны найти подходящий термин для нового явления. Одинаковые формы кристаллов… — Берцелиус задумался. — Слово «одинаковый» обычно выражается через приставку «изо»…

— Может быть, изоморфизм? — нерешительно предложил Митчерлих.

— Великолепно! Изоморфизм, — повторил Берцелиус[386].

На следующий день во время встречи с министром Альтенштейном Берцелиус не без гордости сообщил:

— Вы просили меня найти заместителя Клапроту. Он у вас уже есть, господин Альтенштейн.

Министр вопросительно посмотрел на него.

— Господин Эйльгард Митчерлих — удивительно одаренный молодой химик, — продолжил Берцелиус. — Он открыл чрезвычайно интересный закон — закон изоморфизма. У изоморфных веществ аналогичный химический состав. Направьте его ко мне в Стокгольм, за год он сумеет усовершенствовать свои знания и станет достойным преемником Клапрота.

— Ваше предложение надо обдумать, господин Берцелиус. Весной 1820 года Митчерлих вместе с Генрихом Розе прибыл в Стокгольм. Несколькими месяцами позже туда приехал и Густав Розе.

— Вот и опять наша троица вместе, — воскликнул радостно Густав. — Ну, рассказывайте, как идут дела?

— Не торопись, время у нас есть, Густав. Сначала отдохни с дороги.

Друзья работали не покладая рук. Густав совершенствовал свои познания в минералогии, Генрих — в химии, Митчерлих — в минералогии и химии. Он продолжал исследования изоморфизма в лаборатории Берцелиуса. Здесь он подробно изучил нормальные и кислые фосфаты калия, натрия, аммония и свинца, двойные соли карбоната калия — натрия и аммония — натрия, описал форму их кристаллов и установил, что во всех случаях аналогичные по составу соли изоморфны.

Берцелиус не скрывал своего удовлетворения работами молодого Митчерлиха. Он рекомендовал его статью в журнал «Научные труды Шведской Академии наук», и она вышла в свет в 1820 году.

До возвращения в Берлин оставалось еще несколько месяцев. По совету Берцелиуса Митчерлих решил в совершенстве овладеть анализом силикатов.

— Силикатные минералы открывают широкие возможности применения закона изоморфизма. В этой области, возможно, у вас будет обширное поле деятельности, — сказал Берцелиус.

— Анализ силикатов чрезвычайно трудоемкий и длительный процесс. Однако это действительно открывает перспективы.

— На днях я уезжаю в. Фалун, — сказал Берцелиус. — И буду рад, если вы поедете со мной. Шахты в его окрестностях — неисчерпаемый источник разнообразных минералов.

— Вы не возражаете, если мы пригласим и Густава Розе?

— Конечно, нет. У минералога всегда можно получить полезный совет.

Фалун находился в 250 километрах от Стокгольма. Богатые рудами его окрестности скрывали много неизученных минералов. Телеги, груженные рудой, нескончаемой чередой двигались к медеплавильным заводам, окруженным со всех сторон горами шлака. Дым и ядовитые газы непрерывно поднимались в воздух, отравляя вокруг все живое.

— Настоящий вулкан, — промолвил Митчерлих. — Взгляните, разве это не напоминает раскаленную лаву? — указал он на стекающий по крутому склону шлак.

Митчерлих приблизился к застывшей куче шлака и стал откалывать куски геологическим молотком. Он внимательно осматривал их через маленькую линзу. Чем глубже он брал пробы, тем более крупными становились кристаллы. Митчерлих ясно различал кристаллы оливина, диопсида, слюд, пироксенов а еще многих других минералов. Всего он обнаружил более 40 различных минералов. Предстояла новая, огромная работа.

В ноябре 1821 года Митчерлих вернулся в Берлин. Вклад, который он внес в науку, был высоко оценен. Он стал экстраординарным профессором, заняв место Клапрота. Одновременно его избрали в число членов Берлинской Академии наук.

Митчерлих начал готовиться к лекциям и параллельно продолжал изучать кристаллы. Он открыл еще одно не менее интересное явление, которое назвал диморфизмом. Им было установлено, что одно и то же вещество способно образовывать кристаллы двух различных кристаллографических систем. Например, углекислый кальций встречается в природе в виде минералов кальцита (тригональная система) и арагонита (ромбическая система). Подробно изучив условия кристаллизации, Митчерлих предложил, что изоморфные арагониту церуссит (карбонат свинца) и стронцианит (карбонат стронция) должны были образовывать кристаллы, изоморфные с кальцитом. Его попытки открыть диморфные формы этих двух минералов остались безуспешными, но это его предположение явилось причиной оживленных споров и привело впоследствии ко многим открытиям в области кристаллохимии.

Исследования арагонита, кальцита, стронцианита и церуссита проводились в то время многими учеными. Штромейер тщательно проанализировал арагонит и доказал, что он содержит стронций, поэтому причина образования ромбических кристаллов карбоната кальция — арагонита — заключается в примесях карбоната стронция. А немногим позже Бухгольц показал, что в природе встречается арагонит, который не содержит стронция. Стало ясно, что карбонат кальция может кристаллизоваться в двух кристаллографических системах по другим причинам.

Как утверждал Митчерлих, причиной образования кристаллов другой системы являются изменившиеся условия кристаллизации. Эта перемена не зависит от наличия примесей, которые оказали бы влияние на процесс кристаллизации. Однако такое утверждение требовало доказательств.

Исследования в лаборатории не прекращались. Необходим» было проанализировать минералы из Фалуна, измерить их кристаллографические параметры и доказать свою правоту…

Гониометр, сконструированный Уолластоном, не удовлетворял Митчерлиха. Измерение углов в кристаллах надо было провести с максимальной точностью, так как ученый установил, что углы изоморфных кристаллов не абсолютно одинаковы. Разница хоть и небольшая, но существует, поэтому требовалось повысить точность измерений. Митчерлих подготовил эскиз нового гониометра, у которого были четыре верньерных шкалы[387], позволяющих проводить измерения с точностью до 10 секунд. Его конструированием занялся известный техник Пистор. Летом 1823 года он закончил изготовление гониометра, смонтировал его в лаборатории, и Митчерлих тут же приступил к работе. Он закрепил прозрачный кристаллик исландского шпата на подставке и направил на него пучок света…

Измерения длились целый день, но вместо радости они принесли полное разочарование. Результаты утренних измерений отличались от полученных после обеда примерно секунд на 20.

— Разница совсем небольшая, но ее нельзя объяснить неточностью измерений на гониометре. Чувствительность прибора намного больше допущенной ошибки, — озабоченно размышлял Митчерлих. — Завтра же повторю опыт.

На следующий день он вновь приступил к измерениям. И на этот раз углы, измеренные утром, отличались от послеобеденных измерений на 20 секунд.

— Просто заколдованный круг. — Митчерлих собрал исписанные цифрами листы бумаги и задумался. — А между прочим, какая разница между вчерашними и сегодняшними данными? — Волнуясь, он вновь просмотрел цифры. — Удивительно! Вчерашние и сегодняшние показатели полностью совпадают между собой: и утренние, и послеобеденные. Тогда в чем же причина? — Ответ пришел внезапно. — Температура! Ну, конечно же, температура! После обеда температура выше, отсюда расширение кристаллов. Но все-таки почему меняется угол? Если расширение правильно, угол должен оставаться без изменения.

Чтобы изучить это непонятное явление — изменение углов между гранями кристаллов под действием температуры, — надо было серьезно заняться исследованием температурного расширения кристаллов. Самым большим специалистом по измерению температурных расширений был французский исследователь Пьер Луи Дюлонг.