ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Использование достижений химии в производстве из "Техника в ее историческом развитии " Химия начиная со второй половины XIX в. находилась в центре внимания научной мысли. После того как были сформулированы и разграничены основные понятия атома, молекулы и эквивалента, она быстро двинулась вперед, раскрывая тайны неорганического и органического мира. [c.138] Достижения химии, особенно успехи в области аналитической химии и ее важнейшего раздела — качественного анализа, а также появление и быстрое распространение спектрального анализа (1859—1861 гг.), способствовали открытию за сравнительно небольшой исторический промежуток времени ряда новых химических элементов. К 1869 г. уже было известно 63 химических элемента. Возникла настоятельная необходимость научного обобщения и систематизации элементов, ставших объектом интенсивных исследований химической науки. [c.138] Не случайно Д. И. Менделеев, работая над обоснованием открытого им в 1869 г. периодического закона, одного из величайших законов естествознания, называл современную ему химию учением об элементах . [c.138] С обоснованием физического смысла периодического закона, ставшего возможным благодаря разработке теории строения атома, было установлено, что периодичность изменения свойств химических элементов зависит не от их атомного веса, а от атомного номера [2—4]. [c.138] Периодический закон стал фундаментом теоретической химии. Он открыл широкие возможности для дальнейшего развития прикладной химии, в частности для решения практических задач, связанных с синтезом веществ с заранее заданными свойствами, получением новых материалов и совершенствованием технологии химических производств. [c.138] Химическая промышленность уже не могла базироваться в это время лишь на эмпирических представлениях и разрозненных теоретических знаниях. Физическая химия, объясняя химические явления и устанавливая их закономерности на основе общих принципов физики, сама стала источником разнообразных научных разработок и выводов, все более широко используемых в химической технологии. [c.139] Развитие физической химии в конце XIX — начале XX в. характеризовалось многочисленными открытиями в таких ее областях, как электрохимия, химическая кинетика, катализ, учение о растворах, химическая термодинамика и ряде других. [c.139] На развитие химии, и в частности электрохимии и учение о растворах огромное влияние оказала созданная шведским ученым С. Аррениусом теория электролитической диссоциации. Изучая электропроводность разбавленных водных растворов кислот, Аррениус в 80-х годах XIX в. пришел к выводу, что молекулы их распадаются на ионы — положительно и отрицательно заряженные частицы. Благодаря теории электролитической диссоциации стало возможным объяснение различных физико-хи-мических явлений, в том числе связь между электрической проводимостью и реакционной способностью электролитов. Появление и развитие этой теории имело огромное практическое значение. На основе теории электролитической диссоциации выросла техническая электрохимия (электролиз, гальванотехника), получившая в рассматриваемый период широкое промышленное распространение. [c.139] К 1885—1889 гг. относятся работы Я. X. Вант-Гоффа по разбавленным растворам, в которых рассмотрены явления, связанные с осмотическим давлением и давлением пара над раствором, а также зависимости точек замерзания и кипения растворов от концентрации. Свои представления о растворах Вант-Гофф распространил в 1890 г. и на твердые тела, введя новое понятие твердые растворы . [c.140] Большое значение получили в рассматриваемый период исследования в области химической кинетики. Установление основных закономерностей протекания химических реакций дало возможность разрабатывать принципы эффективного управления химическими процессами, конструировать необходимые аппараты и оборудование, создавать новые и усовершенствовать традиционные технологические схемы в химических производствах. [c.140] Вант-Гофф и С. А. Аррениус в последующих работах обобщили и развили положения о химической кинетике. В частности, ими установлены зависимости скорости протекания химической реакции от температурных условий. Вант-Гофф показал, что при повышении температуры на 10° С скорость реакции увеличивается в 2—4 раза [6, И, 12]. [c.140] Такие процессы немецкий химик Э. Митчерлих назвал (1833 г.) контактными, а шведский химик Й. Берцелиус — каталитическими 1835 г.) [5, с. 174-175 13]. Интерес к каталитическим процессам значительно возрос с 60-х годов XIX в., когда появился каталитический способ производства серной кислоты. [c.141] В 70—90-х годах XIX в. катализ привлекает внимание многих ученых. Крупный вклад в исследование и развитие каталитического процесса внес К. А. Винклер, осуществивший в 1875 г. получение серной кислоты из сернистого газа и кислорода воздуха при нагревании в присутствии платинированного асбеста [14, с. 14—15]. [c.141] Оствальд, придававший большое значение каталитическим процессам, на одной из своих лекций о катализе в лейпцигском Институте физической химии, говоря о своих исследованиях и работах учеников, отмечал, что, с тех пор как институт перешел в новое здание, он начал работу в нем не без боязни за будущее. Предыдущий период принес весьма обильный урожай. В больших отделах, таких, как химическая динамика и электрохимия, были сделаны значительные успехи казалось, что на долю нового института вместо интересных походов в неисследованные страны выпала лишь прозаическая задача — разработка приобретенного. Тогда я сказал себе часть девственного леса мы должны оставить за собою... Но из всех путей, ведущих к этой цели, ни один не казался мне столь благородным и многообещающим, как катализ [15, с. 240]. [c.141] Действительно, конец XIX — начало XX в. ознаменовались замечательными успехами в области катализа. Было найдено немало эффективных катализаторов, позволивших проводить химические превращения с высокими скоростями, в том числе и при низких температурах. Кроме того, с помощью катализаторов удалось успешно осуществить ряд химических процессов, которые при обычных условиях ранее не могли быть реализованы (синтез азотной кислоты путем окисления азота кислородом воздуха, 1903—1905 гг. синтез аммиака соединением элементарных азота с водородом 1913 г. и др.). [c.141] Было обнаружено и другое-ценное свойство катализаторов — способность направлять химическое превращение в сторону получения определенного продукта из ряда возможных (в этом случае-подбирают соответствующий катализатор). [c.142] Это в первую очередь задачи целенаправленного синтеза, получения все более сложных химических соединений и материалов. [c.143] Становление синтетической технологии — примечательная особенность рассматриваемого периода. [c.143] Вернуться к основной статье