От калия до рутения

В начале XIX в. химия обогатилась новым эффективным средством для исследований - электрическим током. В 1800 г. Вольта создал "электрический столб", а двумя годами позже Й. Я. Берцелиус и В. Хизингер смогли, пропуская электрический ток, разложить соли на "кислоты" и "основания". Используя электричество, Г.Дэви в 1807-1808гг. открыл шесть элементов. Проводя электролиз расплавов, он выделил калий и натрий и таким же образом, применяя ртутный катод, получил кальций, магний, стронций и барий.

Поначалу Дэви проводил электролиз концентрированных водных растворов, и ему не удавалось получить твердые продукты: на электродах всегда выделялись водород и кислород. Однако, когда Дэви в 1807 г. взял влажный кусочек "кали" (КОН), поместил его на платиновый диск и соединил с помощью платиновых проволочек поверхность вещества с положительным полюсом, а диск с отрицательным полюсом сильной батареи Вольта, то у него получился блестящий, как серебро, металл, внешне похожий на ртуть, однако обладающий совершенно иными свойствами. Этот металл плавал по воде, шипя и выделяя большое количество тепла.

Батареи Вольта (1800 г.)

Эксперимент Дэви был гениальным и сенсационным. Еще за год до этого великого открытия он получил от Наполеона медаль за открытия в области электричества. (Несмотря на то что между Англией и Францией шла война, Дэви поехал в Париж.) В 1810 г., доказав элементарную природу хлора, Дэви высказал первые сомнения в правильности кислотной теории Лавуазье.

Первое сообщение об иоде сделал французский химик и промышленник Бернар Куртуа, получивший его из золы морских водорослей на своей фабрике, производящей селитру. В 1811 г. он обратил внимание на выделение фиолетовых паров при нагревании маточного раствора после отделения этой золы с серной кислотой. На стенках холодного приемника пары осаждались в виде черных блестящих кристаллов. Французские химики Н. Клеман и Ш. Дезорм по просьбе Б. Куртуа исследовали эти кристаллы: определили температуру возгонки, плотность по отношению к другим веществам, однако не установили элементарную природу иода. Это удалось сделать Г. Дэви и Гей-Люссаку в 1813 г.

С 1817 г. были открыты еще 8 элементов, однако их открытие не связано с созданием какого-либо нового экспериментального метода, а явилось результатом использования уже известных аналитических методов. Начало этой серии открытий положили ученик Берцелиуса Ю. Арфведсон, открывший литий, и К. Герман^* и Ф. Штромейер, открывшие кадмий.

^* (К. Герман, по-видимому, не имел непосредственного отношения к открытию кадмия. См [183, с. 76].- Прим. ред.)

Ряд элементов открыл Берцелиус: селен (1817г.), кремний^* (1823 г.), металлические цирконий (1824 г.) и тантал (1825 г.). В 1829 г. в минерале торите он обнаружил торий, а спустя год совместно с Н. Сефстрёмом выделил из железной руды ванадий^**.

^* (Точнее Берцелиус идентифицировал кремний, который впервые получили Гей-Люссак и Тенар в 1811 т.-Прим. перев.)

^** (В 1830 г. Н. Сефстрём открыл ванадий, а в 1831 г. Берцелиус подробно изучил химические свойства этого элемента. См. [197, с. 208].- Прим. ред.)

В те же годы X. Эрстед открыл алюминий (1825 г.), полученный в чистом виде двумя годами позднее Ф. Вёлером. В 1826 г. А. Балар выделил из морской воды бром и сумел доказать его родство с хлором и иодом.

В похожем на кварц минерале петалите Ю. Арфведсон обнаружил литий. Он многократно и различными способами анализировал этот минерал, и всегда суммарный состав продуктов оказывался заниженным на 4% . Наконец, Арфведсон провел сплавление минерала с углекислым барием и отделил кремневую кислоту и глинозем (оксид алюминия). Избыток ВаСОз он разложил серной кислотой и полученный после отделения осадка фильтрат выпарил досуха. Так Арфведсон получил нейтральную сернокислую соль, не похожую ни на соль калия, ни на соль магния. К водному раствору соли Арфведсон прибавил уксуснокислый барий до полного осаждения сульфата бария. Фильтрат был выпарен досуха и остаток нагрет в платиновом тигле. Он содержал тугоплавкую, неизвестную до сих пор "щелочь", для которой Берцелиус предложил название "литион"^*, так как эта щелочь в отличие от поташа и соды впервые была найдена в залежах минералов. Металлический литий Арфведсон не выделил. Это удалось сделать впервые Дэви электролитическим методом.

^* (От греческого "литое" - камень.- Прим. перев.)

С 1839 до 1844 г. были открыты лантан (1839г.), тербий (1843 г.) и эрбий (1843 г.) (эти три элемента открыл ученик Берцелиуса К. Мосандер) и рутений (К. Клаус, 1844 г.).