Новости
Библиотека
Таблица эл-тов
Биографии
Карта сайтов
Ссылки
О сайте


Пользовательского поиска




предыдущая главасодержаниеследующая глава

Анри Луи Ле Шателье

В XIX столетии резко возросло число известных химических элементов и соединений, были открыты основополагающие закономерности и разработаны теории, принципиально важные для развития химии. Широкое использование физических методов для исследования химических явлений не только способствовало развитию химических знаний, но и привело к возникновению самостоятельной научной дисциплины - физической химии. Результатами этих работ явилось, в частности, установление связи между температурой кипения и строением химических соединений, познание природы электрохимических явлений, фотохимических и термохимических процессов, а также количественный анализ химических реакций.

Во второй половине XIX в. возникло примыкающее к физике новое направление исследований в химии - химическая термодинамика. Значительный импульс развитию физической химии, особенно термодинамики, исходил от химической промышленности, существенно расширившей тогда ассортимент изделий. Возросло в конце XIX в. и количество производимых промышленных химических продуктов. Показателем промышленного развития страны считался в то время объем металлургического производства. В этом смысле совпадали интересы представителей различных слоев общества: с одной стороны, стремление капиталистов к увеличению прибыли, с другой - стремление ученого глубоко исследовать различные металлургические процессы (доменный процесс, выплавка стали и т. д.) с целью получения больше металла лучшего качества без существенного увеличения затрат.

Анри Ле Шателье (1850-1936)
Анри Ле Шателье (1850-1936)

Учение о химическом равновесии разрабатывали на термодинамической основе Анри Ле Шателье, Горстман, Вант-Гофф, Гиббс и другие химики и физики.

Анри Луи Ле Шателье родился в Париже 8 октября 1850 г. Его отец14, горный инженер, принимавший участие в строительстве французских железных дорог, прививал сыну с раннего возраста любовь к занятиям математикой и химией. В 1869 г. Анри Ле Шателье поступил в Политехническую школу, а окончив ее, перешел в Высшую национальную горную школу. Наряду с этим он работал в лаборатории Сент-Клер Девилля и слушал лекции в Коллеж де Франс. Ле Шателье, который одновременно изучал естествознание, технику, общественные науки, был разносторонне образованным человеком. Кроме естественнонаучных работ Ле Шателье с увлечением занимался вопросами религии и большое внимание уделял древним языкам.

По окончании образования Ле Шателье работал горным инженером в Алжире, который к тому времени уже был завоеван французскими колонизаторами. С 1877 по 1919 г. Ле Шателье был профессором Высшей горной школы, где преподавал общую и техническую химию. Он также был профессором Коллеж де Франс (с 1898 по 1907 г.) и Парижского университета (с 1907 по 1925 г.), где стал преемником А. Муассана на кафедре химии. В 1907 г. Парижская Академия наук избрала Ле Шателье своим действительным членом. Он также был членом многих других академий и научных обществ, в том числе почетным членом Академии наук СССР (1927 г.). Научную работу продолжал до дня смерти - 17 сентября 1936 г, (скончался в селении Миридельдез-Эшель), Всю жизнь Ле Шателье уделял большое внимание редактированию основанного им в 1904 г. ежемесячного журнала "Обозрение металлургии" (Revue de Metallurgie).

Анри Муассан (1852-1907); французский химик; конструктор электрической печи для получения карбидов, оксидов, силицидов и боридов; лауреат Нобелевской премии по химии 1906 г.
Анри Муассан (1852-1907); французский химик; конструктор электрической печи для получения карбидов, оксидов, силицидов и боридов; лауреат Нобелевской премии по химии 1906 г.

Надолго запомнились студентам превосходные лекции Ле Шателье, отличавшиеся ясностью и простотой изложения. Ле Шателье всегда был очень трудолюбив. Его работы были посвящены главным образом изучению химических явлений с точки зрения термодинамики. "Мои исследования относятся к двум областям, очень несхожим на первый взгляд: к химической механике15 и к промышленной химии,- писал Ле Шателье в 1897 г.- Но на самом деле эти две области химии имеют многочисленные точки соприкосновения. Законы химической механики управляют не в меньшей степени процессами в химической промышленности, чем реакциями в исследовательской лаборатории" [74, с. 123-124].

Ле Шателье был одним из первых химиков, систематически проводившим фундаментальные исследования металлургических и химико-технологических процессов. Он изучал калорийность горючих материалов, проблемы металлургии и металлографии, а также свойства гидравлических вяжущих материалов и керамических изделий.

Наиболее значительные физикохимические работы Ле Шателье посвящены исследованию влияния давления и температуры на равновесие в химических реакциях. На основе работ Горстмана (который рассчитал термодинамические условия процессов диссоциации) и Дж. У. Гиббса (последний установил термодинамические законы химического равновесия) Ле Шателье сформулировал в 1884 г. принцип, названный впоследствии его именем. Этот принцип описывал влияние различных факторов на состояние равновесия химических систем16.

Фердинанд Браун (1850-1918); физик, лауреат Нобелевской премии по физике 1909 г.
Фердинанд Браун (1850-1918); физик, лауреат Нобелевской премии по физике 1909 г.

В то время когда Ле Шателье проводил свои исследования, профессор, заведующий кафедрой экспериментальной физики в Тюбингенском университете Фердинанд Браун начал изучение зависимости растворимости твердых веществ от давления. На основании этих опытов Браун установил связь между растворимостью и давлением и сформулировал общее положение, опубликованное в 1887 г. в издаваемом Оствальдом Журнале физической химии. Однако это "общее качественное положение об изменении состояния", как оказалось, содержало принцип, который уже был установлен Ле Шателье. Правда, Браун и сам обратил на это внимание. "Когда я писал заметку для Журнала физической химии,- вспоминал он,- то считал это положение новым; только позже, при более тщательном ознакомлении с литературой, я увидел, что оно уже в 1884 г. было высказано господином Ле Шателье" [[75, с. 107]. Наглядным подтверждением выдвинутого им положения Браун считал следующее: при действии внешних факторов (например, давления) на систему, находящуюся в равновесии, ее состояние будет всегда изменяться в направлении "наименьшего сопротивления". На основании этих примеров Браун хотел распространить правило на многочисленные системы, Ле Шателье же применял сформулированное им положение только для систем, находящихся в "химически стабильном равновесии". Когда взгляды Брауна получили известность, они помогли расширить область применения принципа Ле Шателье, который стал называться принципом Ле Шателье - Брауна. Хотя со временем было показано, что этот принцип применим только для систем, рассмотренных Ле Шателье, все же имя Брауна сохранилось в названии этого принципа до настоящего времени17.

О научных достижениях Ле Шателье в некрологе Немецкого химического общества было сказано так: "Ле Шателье принадлежит, несомненно, заслуга установления одновременно с исследовавшим те же вопросы Вант-Гоффом величин работы химической реакции и ее "движущей силы"" [74, с. 124] (выражение "движущая сила" было введено со ссылкой на работы Сади Карно).

Впоследствии Ле Шателье исследовал влияние изменения температуры и давления на химические равновесия и подтвердил свой принцип многочисленными количественными исследованиями равновесий твердых солей с их насыщенными растворами, термической диссоциации карбоната кальция, а также систем, составляющих основу металлургических производств18.

Ле Шателье доказал подробными и многочисленными исследованиями, что знание научных основ химических процессов способствует развитию техники. Например, в 1890 г. он изучил влияние температуры и давления на химическое равновесие системы из пероксида бария, оксида бария и кислорода. Тем самым французский ученый разработал физикохимические основы получения кислорода из воздуха19, а также производства пероксида бария, который долгое время служил исходным материалом для приготовления перекиси водорода.

Уже в 1880 г. Ле Шателье заинтересовался проблемой схватывания гидравлического цемента. Проведенные до того времени химико-аналитические исследования обжига и затвердевания цемента не позволили объяснить протекание этих сложных процессов. Ле Шателье применил только петрографические методы и использовал для своих исследований поляризационный микроскоп. На основе этих практических работ Ле Шателье создал теорию затвердевания цемента, иначе называемую теорией "кристаллизации". В соответствии с этими представлениями цемент схватывается потому, что соединяются кристаллы гидратов, образующихся при этом процессе20. В производстве строительных материалов также известна проба Ле Шателье: цементному тесту дают затвердевать в металлическом кольце в течение 6 часов. Кольцо при этом распирается цементной массой; увеличение объема кольца служит мерой оценки объемной прочности строительного материала.

С 1890 по 1910 г. Ле Шателье изучал металлические сплавы21. Он, в частности, показал, что если затвердевший сплав двух металлов состоит из механической смеси обоих компонентов, то его электропроводность является суммой электропроводности составных частей. В случае же образования твердых растворов наблюдается значительно меньшая электропроводность, чем рассчитанная по правилу смешения; иногда даже малая добавка вызывает весьма значительное падение электропроводности22. Ле Шателье жил в эпоху бурного развития науки. При его активном участии физическая химия и химическая технология превратились в самостоятельные, широко разработанные области науки, Но он сам оказался обойденным признанием по сравнению со своими коллегами. Имя Ле Шателье зачастую стоит после имен химиков, успехи которых подготовлены и его работами23,24.

предыдущая главасодержаниеследующая глава



ИНТЕРЕСНО:

Самосборкой получены структуры из 144 молекулярных компонентов

Учёные создали нанореактор для производства водорода

Ученые из Швеции создали «деревянное стекло»

Разработан новый метод создания молекул

Японские ученые создали жидкий квазиметалл, застывающий на свету

Нобелевскую премию по химии присудили за синтез молекулярных машин

Новая компьютерная программа предсказывает химические связи

Получены цветные изображения на электронном микроскопе

В упавшем в России метеорите обнаружен уникальный квазикристалл

10 невероятно опасных химических веществ

Создатель «суперклея» Гарри Кувер – химик и изобретатель, автор 460 патентов, самый известный из которых так и не помог ему разбогатеть




© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://chemlib.ru/ 'ChemLib.ru: Библиотека по химии'