Открытие Гей-Люссаком закона простых
отношений объемов реагирующих газов оказало сильное влияние на развитие
теоретической химии. Этот закон вместе с только что открытым Дальтоном
законом кратных отношений лег в основу теории химических соединений.
Гей-Люссак принадлежит к тем химикам, которые в первой половине XIX века
заложили основы классической химии. Жозеф Луи Гей-Люссак (1778—1850) родился в небольшом городке
Сен-Леонар во французском графстве Лимузен. Получив в детстве строгое
католическое образование, Гей-Люссак в возрасте пятнадцати лет переехал в
Париж.
Здесь он стал обучаться в пансионе Сансье, где вскоре раскрылись
его незаурядные математические способности. С 1797 по 1800 год
Гей-Люссак учился в Париже в Политехнической школе. Преподавал химию в школе известный
химик Клод Луи Бертолле. Между Гей-Люссаком и Бертолле возникла дружба,
оказавшая большое влияние на становление ученого. По окончании курса
Гей-Люссак недолго работал на химических предприятиях. В 1802 году он
уже «репетитор» (ассистент) в Политехнической школе.
В том же году Гей-Люссак выступил на заседании Академии наук со своим
первым научным сообщением: «Об осаждении оксидов металлов». Воистину
1802 год был счастливым для молодого ученого: независимо от Джона
Дальтона, он открыл закон теплового расширения газов. Гей-Люссак нередко
проводил исследования совместно с другими видными учеными, что
способствовало многим выдающимся открытиям. Вместе с Жаном Батистом Био
Гей-Люссак в 1804 году поднялся на воздушном шаре, чтобы определить
температуру и содержание влаги в верхних слоях атмосферы. Совместно с
Вельтером он открыл дитио-новую кислоту. Тесная дружба связывала
Гей-Люссака с Луи Жаком Тенаром, парижским профессором химии. Их
совместная работа привела к значительному усовершенствованию метода
элементного анализа органических веществ.
Гей-Люссак был превосходным экспериментатором и поэтому смог в
скромно оборудованной лаборатории открыть многие явления и законы,
весьма важные для дальнейшего развития химии.
Уже в 1805 году Гей-Люссак и Александр фон Гумбольдт, изучая
отношения объемов реагирующих газов, установили, что один объем
кислорода соединяется с двумя объемами водорода. Эта работа была тесно
связана с дальнейшими исследованиями газовых реакций Гей-Люссаком.
Поскольку измерять газы по объему гораздо проще, чем по массе, уже
Лавуазье пытался определить объемные отношения при реакции между
водородом и кислородом. Объемными отношениями между водородом и азотом
при разложении аммиака занимался Бертолле. Таковы были сведения об
объемных отношениях при некоторых газовых реакциях.
Гей-Люссак продолжил изучение объемных отношений при реакциях газов.
Результаты этих работ он опубликовал в 1808 году в статье «О соединении
газообразных тел друг с другом». Он хотел «доказать, что газообразные
тела соединяются друг с другом в очень простых отношениях и что
уменьшение объема, наблюдаемое при реакциях, подчиняется определенному
закону».
Гей-Люссак открыл закон чисто опытным путем. Он не стремился при
выводе этого закона изучить всевозможные газовые реакции, а ограничился
их сравнительно небольшим числом. На основе этих данных ученый
сформулировал закон и сделал из него выводы. Так, измерив объемы
взаимодействующих газов, Гей-Люссаку удалось правильно установить состав
аммиака и пяти оксидов азота.
Ученый, сопоставив формулировку закона с результатами, полученными
другим путем, нашел, что его закон подтверждается. Он смог опереться и
на материалы, полученные другими исследователями. Например, он
использовал известные определения плотности газов и соответственно
соединительные веса негазообразных веществ.
Очень важно, что Гей-Люссаку удалось показать, как на основании
открытого им закона можно рассчитать еще неизвестные плотности
газообразных веществ: «Наблюдение, что разные виды горючих газов
соединяются с кислородом в простых отношениях 1:1; 1:2, дает нам в руки
средство определять плотность паров горючих веществ или по крайней мере
найти ее приближенно. Если мысленно попытаться перевести все применяемые
вещества в газообразное состояние, определенный объем каждого из них
будет соединяться либо с равным, либо с двойным, либо с половинным
объемом кислорода. Теперь, если мы знаем отношения, в которых кислород
может соединяться с горючими веществами, находящимися в твердом или
жидком состоянии, мы можем вычислять объем кислорода и объем паров
горючего вещества, который соединяется с такими же, либо с двойным, либо
с половинным объемом газообразного кислорода».
Ясность и последовательность изложения Гей-Люссаком своих мыслей и
результатов исследований может служить прекрасным примером для всех
естествоиспытателей.
Берцелиус с большим успехом применил закон Гей-Люссака для
определения состава и количественных характеристик многих элементов и
соединений. Работы французского ученого также существенно помогли
укреплению открытого Прустом закона постоянства состава, который
оказался применимым не только для твердых, но и для газообразных
веществ.
В своих исследованиях Гей-Люссаку необходимо было исходить из
качественных наблюдений и принять во внимание количественные
исследования в качестве условий и критерия для формулировки закона Так
возникло в химии представление о связи между качеством и количеством.
Это существенно способствовало преодолению метафизического понимания
природы.
Открыв закон простых объемных отношений, Гей-Люссак оказал значительное влияние на формирование атомно-молекулярного учения.
Источник: Научные открытия. Химия.
Комментариев нет:
Отправить комментарий
Примечание. Отправлять комментарии могут только участники этого блога.