ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Корифеи электрохимии из "Электролиз в неорганической химии" История любой науки — это биографии ученых, которым данная наука обязана своим возникновением и своим развитием. Поэтому первые шаги электрохимии мы рассмотрим на фоне научных достижений ученых, внесших наибольший вклад в электрохимию. [c.6] Первые работы Гальвани посвяш ены сравнительной анатомии позвоночных, затем он занялся изучением явлений электричества в живом организме. [c.7] Гальвани обобщил все свои наблюдения и создал теорию, согласно которой иренарат есть самозаряжающаяся лейденская банка при соприкосновении с металлической дугой разрядника эта банка разряжается, что и вызывает мышечные сокращения. Каждое мышечное волокно в отдельности представляет, согласно этой теории, элементарную лейденскую банку с внутренней обкладкой из первоподобного волокна, служащего проводником. Мозг обладает способностью направлять в мышцу электрическую жидкость и вызывать электрический разряд. [c.9] Эти удивительные открытия — плоды многолетних трудов Гальвани —в 1791 г. были изложены им в написанной по латыни статье она напечатана в седьмом томе сочинений академии в Болонье. Открытия вызвали величайший интерес и внесли много горя в мирное существование бедных лягушек, ставших с тех пор мучениками науки . Во многих местах опыты Гальвани были повторены и во всем существенном подтвердились. По.лагали, что пайдепа тайна жизни, заключающаяся в электричестве. Этот самообман ученых того времени извинителен более полувека спустя знаменитый физиолог Дюбуа-Реймон но.пожи.л ту же мысль в основу всей своей научной деятельности. [c.9] Отношение современников к Гальвани и к его открытию было весьма неблагоприятным. Прежде всего, это объяснялось тем, что первое, главное наблюдение было сделано не им самим на него указали его ассистенты. [c.10] Несомненная заслуга Гальвани в том, что именно он осознал важность этого явления и в какой-то степени изучил его. Но для полного изучения явления у него, как писал немецкий электрохимик Оствальд, не было достаточной подготовки, из-за чего он был пе в состоянии отделить физико-химическую сторону явления от физиологической. Гальвани считал, что единственная причина сокращения мышцы — собственное животное электричество. Это дало возможность Вольта указать на ошибку Гальвани — ошибку, как мы увидим, мнимую. [c.10] Мастерски разработав физико-химическую сторону явления. Вольта пришел к мысли, что физиологического электричества вообще нет, и сумел убедить в этом своих современников. Лишь гораздо позже оказалось, что прав был Гальвани, а не Вольта. Парадокс в том, что Гальвани совершенно неправильно объяснил происхождение электричества, вызывающего сокращение мышцы, по, пытаясь доказать свою теорию, сделал другое гениальное открытие, которое на много десятилетий опередило эпоху. И если механизм возникновения гальванического электричества давно уже не является загадкой, то происхождение животного электричества все еще изучается учеными разных стран. Так, например, совсем недавно, в 1975 г., за экспериментальное доказательство функции белков как молекулярных генераторов электрического тока члену-коррес-пондепту АН СССР В. П. Скулачеву и группе ученых присуждена Государственная премия. [c.10] Алессандро Вольта, самый опасный противник Гальвани, сначала полностью стоял на точке зрения Гальвани и даже развил его идею, говоря о собственном электричестве животных. Однако далеко не все исследователи соглашались с Вольта. В частности, знаменитый клиницист Рейль, в то время профессор в Галле, высказался следующим образом Разъяснений насчет жизненной силы, сообщающей мышцам способность сокращаться, я от этих явлений не ожидаю. На мой взгляд, они доказывают только то, что мышцы очень чувствительны к действию электричества и минимального количества его, развивающегося при прикосновении различных металлов, достаточно, чтобы вызвать их сокращения. Послужат ли эти опыты впоследствии для того, чтобы определять электричество различных металлов, или они приведут к открытию новых средств против паралитических заболеваний, покажет будущее . [c.11] Рейль оказался прозорливее Гальвани и Вольта в объяснении этого явления. Вольта в то время был профессором физики университета в Павии, уже достаточно известным своими физическими и химическими работами. Однако, когда на 47-м году жизни он приступил к этим новым исследованиям, именно им было суждено прославить его имя гораздо больше, чем все сделанное ранее. [c.12] В указанной работе Вольта всецело примыкает к Гальвани и, в частности, сообш,ает об очень остроумном опыте, при помощи которого он пытался определить в мышце, рассматриваемой как лейденская банка, направление электрического заряда. Пропуская весьма слабый разряд сначала от мышцы к нерву, а затем в противоположном направлении, он заметил, что мышцы сокращаются с различной силой. По мнению Вольта, в случае сильного сокращения направление обоих зарядов одинаково и они складываются, а при слабом сокращении направления зарядов противоположны. Отсюда он делает вывод, что нерв служит катодом, а оболочка мышечного волокна — анодом. [c.12] Гальвани же, наоборот, считал нерв анодом, а оболочку катодом. В своем ответе Вольта он пытался защитить это мнение, что ему как будто бы и удалось при помощи теории лейденской банки, специально для этого разработанной, но не выдерживающей критики с точки зрения физики. Вольта опроверг Гальвани, доказав, что сокращения мышцы имеют место и тогда, когда в электрическую цепь, кроме металлов, входит только часть нерва и вовсе не входят мышцы. [c.12] Однако вскоре внимание Вольта переключилось на другой интересный факт действие цепи, составленной из двух различных металлов, значительно сильнее цепи, включающей два одинаковых металла. При этом он говорит (правда, чаще в весьма неопределенных выражениях), что именно здесь следует искать ключ к решению загадки. Загадке этой Вольта посвятил несколько лет. [c.12] В письмах к различным ученым, а также в статьях, которые вскоре были напечатаны в научных журналах, постепенно намечаются отдельные фазы развития этой основной идеи. Но только в 1796 г. Вольта настолько убедился в своей правоте, что решил изложить теорию в целом. Большим затруднением в его исследованиях было то, что ему приходилось иметь дело с токами очень малого напряжения и доказать их наличие обычными способами было почти невозможно. Пришлось пользоваться методом раздражения вкусового аппарата, прикладывая металлы, составляющие цепь, к верхней н нижней стороне языка (этот метод, описанный Сульцером еще в 1760 г., позволял определять даже направление возбуждения), а также методом возбуждения световых раздражений в глазе. С помощью этих методов Вольта уточнил главные положения своей теории и пришел к вполне онределенным выводам. Вы видите теперь,— пишет он издателю Анналов физики ,— в чем заключается вся тайна, все действие гальванизма. Это не что иное, как искусственное электричество, приведенное в движение прикосновением двух разнородных нроводников . [c.13] В 1797 г. Вольта осуществил окспсримент, который в течение целого столетия проводился на лекциях но физике и только критика более позднего времени показала его непригодность для объяснения механизма действия вольтова столба. Опыт заключался в следующем после соприкосновения отшлифованных пластинок из двух разных металлов (цинка, серебра или меди) каждая из пластинок приобретает заряд, причем цинк заряжается положительно, а серебро или медь — отрицательно. Вольта считал это явление доказательством того, что электричество возникает при соприкосновении металлов соприкосновение металлов с жидкостями не вызывает появления электричества. Эти ошибочные понятия не помешали Вольта ознаменовать начало нового столетия большим успехом в 1800 г. он создал свой знаменитый столб —источник электрического тока (рис. 1). [c.13] При создании своего столба Вольта брал три соприко-сающихся между собой проводника из разных материалов и такие тройки многократно накладывал друг на друга. То, что полученное напряжение такой комбинации представит собой сумму напряжений всех отдельных троек, предвидеть заранее было невозможно, и в этом экспериментальном успехе заключается все величие изобретения Вольта. Так впервые был получен ток большого напряжения и четко проявилось специфически-химическое действие гальванического электричества. Изучение этих качественно новых явлений дало толчок быстрому развитию электрохимии, но Вольта, открывший этот путь, не принимал в освоении его уже никакого участия. [c.14] Вольта предложил два способа сочетания элементов. По одному из способов (см. рис. 1) столб складывался из большого числа кружков цинка, серебра и влажного картона серебро вскоре было заменено медью. Кружки располагались в определенном порядке цинк, серебро, картон, снова цинк, серебро, картон и т. д. Наложенные друг на друга кружки образовывали столб, поэтому такой источник тока назвали вольтовым столбом. К двум крайним кружкам, цинковому с одной стороны столба и серебряному с другой, припаивались проволочки, которые при соприкосновении или накаливались, или между ними возникала искра. Поскольку приборов для обнаружения слабых токов в то время не существовало, а приборы для измерения силы тока были несовершенны. Вольта и его последователи использовали любые способы для доказательства возникновения электрического тока. Самый доступный гальванометр — это сам человек, и ученые часто пользовались таким прибором для определения, хотя и весьма грубого, силы тока. Если столб состоял из большого количества кружков, то исследователь, замкнув его на себя, испытывал такой же толчок, как и при соприкосновении, например, с электрическим скатом. [c.15] Опытами Вольта заинтересовался первый консул Франции Наполеон Бонапарт. Существует даже картина, на которой изображена демонстрация опытов Вольта в присутствии Наполеона. Вольтов столб стал чрезвычайно популярным. Для чего только не пытались использовать это изобретение и в медицине — для лечения глухоты, и в химии — для определения драгоценных металлов и даже в криминалистике — для установления личности отдельных людей. [c.15] Петров родился в маленьком городке Обояни (ныне Курской обл.) в семье приходского священника. В 1785 г. он поступил в учительскую гимназию в Петербурге, однако в 1788 г., не закончив ее, уехал на Алтай, в г. Барнаул. Там он преподавал в Горном училище математику, физику, русский язык и латынь. В 1791 г. он возвратился в Петербург и стал преподавать в кадетском училище, а в 1793 г.— в Главном петербургском врачебном училище, которое вскоре было преобразовано в Медико-хирургическую академию. Свои основные работы Петров провел в стенах этой академии, где проработал около сорока лет (до 1833 г.). Являясь профессором математики и физики Медико-хирургической академии, он продолжал преподавать в кадетском корпусе в должности профессора физики. В 1802 г. Петров был избран членои-корреспонден-том Петербургской академии наук, в 1809 г.— экстраординарным и в 1815 г. ординарным академиком. [c.16] Научная деятельность Петрова была на редкость многогранной и плодотворной. Петрову было присуще критическое отношение к существовавшим в то время теориям, он доверял прежде всего факту и умел добывать факты, будучи талантливым и трудолюбивым экспериментатором. В первой из наиболее серьезных работ, озаглавленной Собрание физико-химических новых опытов и наблюдений , опубликованной в 1801 г., Петров выступил против теории флогистона, отстаивая кислородную теорию горения. Свои соображения он подтвердил очень топко проведенным экспериментом. [c.16] Вернуться к основной статье