ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Воздух. Инертные газы История изучения воздуха из "Неорганическая химия" Воздух, без которого невозможна жизнь на Земле, естественно, стал предметом первых исследований. Работы ученых в течение многих столетий позволили лишь к концу XIX в. дать ответ о составе атмосферы. [c.137] В самом начале развития взглядов на природу воздух считали первоматерией, из которой образованы все тела природы (см. гл. I, стр. 7—15). [c.137] В Европе впервые мысль о воздухе как смеси двух газов была высказана гениальным ученым, инженером и художником Леонардо да Винчи (конец XV в). Он писал Элемент огонь непрерывно уничтожает ту часть воздуха, которая поддерживает его. Образовалась бы пустота, если бы другой воздух не притекал на его место. Когда воздух больше не может поддерживать пламени, ни одно животное не может существовать в нем, как и пламя . [c.137] Первый количественный анализ воздуха был осуществлен алхимиком ван Гельмонтом (XVI в.). Он брал чашку, на дно ее наливал воду. Посредине чашки ставилась зажженная свеча, которая покрывалась стеклянным колпаком. При горении свечи вода поднималась вверх. Ван Гельмонт дал следующее объяснение этому опыту при горении свечи образуется пустота, а природа боится пустоты , поэтому вода тотчас же ее заполняет. Это объяснение аналогично объяснению Леонардо да Винчи. Опыт ван Гельмонта неоднократно повторялся. Пытались в оставшейся части воздуха сжигать и другие горючие материалы, но они в ней не загорались. Мыши в таком воздухе погибали. [c.137] При нагревании ртуть частично превраш алась в окись ртути HgO — порошок красного цвета, а количество воздуха, по исследованиям А. Лавуазье, уменьшилось на Ye — % часть своего объема. Оставшийся под колоколом воздух не поддерживал горения, животные в нем погибали в течение нескольких секунд. Собрав HgO, а затем разложив ее, А. Лавуазье нашел, что объем кислорода, выделяющегося при этом, как раз равен уменьшению объема воздуха при нагревании ртути. Так А. Лавуазье установил, что кислород соединяется с металлами при их нагревании. [c.138] Больше всего в воздухе азота. Впервые получил и описал его Д. Резерфорд в 1772 г. Исследуя воздух после того, как в нем жило и погибло живое существо, Д. Резерфорд установил, что он, после пропускания через едкое кали с целью освобождения от углекислого газа, не мутит известковой воды, но гасит пламя и губит жизнь . Описанным выше опытом А. Лавуазье (1774 г.) окончательно подтвердил существование азота в воздухе. Названия кислород и азот этим веществам были даны А. Лавуазье. Кислород означает рождающий кислоты , а азот безжизненный . Оба эти названия не соответствуют истииной природе этих веществ. Кислород нельзя назвать рождающий кислоты , так как известно много кислот, которые его не содержат. Нельзя назвать и азот безжизненный , так как он входит в состав белков, без которых не может быть протоплазмы, а следовательно, и жизни. Итак, к концу XVIII в. было установлено, что в состав воздуха входит кислород, азот и углекислый газ, а также, что в нем содержится пыль и пары воды. Следует отметить, что еще в 1785 г. английский ученый Г. Кавендиш выделил инертные газы из воздуха. [c.138] В результате этого опыта он нашел, что в трубке между столбиками ртути остается прослойка газа, составляющая / 20 часть начального объема воздуха. Выделив собственно инертные газы,, Г. Кавендиш такого вывода из своего опыта не сделал и исследования свои прекратил. Приоритет экспериментального открытия инертных газов принадлежит английским ученым Д. Рэлею и В. Рамзаю, хотя теоретически еще в 1883 г. русский ученый, революционер-народоволец Н. А. Морозов пришел к заключению, что в воздухе должны существовать инертные газы с атомными массами 4,36 или 40 и т. д. и что в периодической системе они должны занимать особую группу — нулевую. [c.139] Еще в начале XIX в. английский химик У. Проут высказал мысль, что все элементы представляют собой сочетания атомов водорода и тогда атомные массы их должны выражаться числами, кратными атомной массе этого элемента. В конце XIX в. между учеными шел спор о состоятельности этой теории. Этот спор требовал дополнительной проверки атомных масс некоторых элементов. Д. Рэлей, занимаясь этим вопросом, нашел, что азот воздуха имеет большую плотность, чем азот, выделенный из его соединений 1 л первого весит 1,2572 г, а второго — 1,2505 г. Об этом факте он написал в английский журнал Природа и просил читателей, если кто может, указать причину в разнице плотностей азота воздуха и полученного из азотсодержащих соединений. Опубликовав статью в журнале, он сам занялся исследованием этого вопроса, повторив опыт Г. Кавендиша, значительно усовершенствовав его методику. [c.139] Освобожденный от углекислого газа и кислорода азот воздуха и был В. Рамзаем связан магнием при нагревании. [c.140] Рамзай и Дж. Рэлей, идя разными путями, пришли к одному и тому же открытию они выделили инертный газ и дали ему название аргон , что значит ленивый . По предложенщо В. Рамзая, аргон в таблице элементов был помещен между хлором и калием, хотя атомная масса его больше атомной массы калия. Предположив, что в аргоне есть примесь еще более тяжелого инертного газа, В. Рамзай попытался очистить аргон от него методом диффузии через пористую глиняную трубку. Но этот опыт не дал ему ожидаемого результата. После того как В. Рамзаю не удалось выделить из аргона нового газа, они, т. е. В. Рамзай и Дж. Рэлей, выразили убеждение, что выделенный ими газ имеет большую атомную массу, чем калий. Включение аргона в таблицу элементов между хлором и калием должно, естественно, поставить вопрос о существовании других аналогичных аргону газов, поисками которых занялся В. Рамзай. Ему стало известно, что при обработке соляной кислотой урансодержащего минерала клевеита, состав которого приближенно соответствует формуле Ша, выделялся газ, который принимался за азот вследствие его химической инертности. Определяя спектр этого газа, нашли в нем такую же двойную яркую и блестящую желтую линию, какую еще в 1869 г. астрономы наблюдали в солнечном спектре. Новый элемент был назван гелием, что значит солнечный , поскольку впервые он был обнаружен в солнечном спектре. [c.140] В периодической таблице элементов его поместили между водородом и литием. После этого не оставалось уже никаких сомнений в существовании и других инертных газов, в частности такого, который имел бы атомную массу больше атомной массы гелия и меньше атомной массы аргона. В. Рамзай с учениками занялся исследованием жидкого воздуха. Они установили, что в остатке от испарения основной массы его содержится криптон ( скрытый ) и ксенон ( чуждый ), а в первых порциях испарения жидкого аргона — неон ( новый ). Так были открыты Не, Ке, Аг, Кг и Хе. [c.140] Рамзай установил, что из радия выделяется новое радиоактивное вещество — эманация (с латинского — истечение ) радия,— представляющее собой газ, химически инертный и обладающий характерным спектром. За способность эманации светиться в темноте и сообщать свечение некоторым солям он был назван нитоном (латинское п11ео — блещу ). Наконец, как продукт радиоактивного распада радия, этот газ был назван радоном. [c.140] Вернуться к основной статье