CC BY
136
Как видно из вычисленных значений коэффициентов высаливания и констант всаливания в таблице 2 эти эффекты с повышением температуры понижаются.
Соединение обнаруженное в водной системе с участием хлората кальция и диэтаноламина представляет интерес в качестве дефолиантов хлопчатника благодаря наличию в своем составе физиологически активных хлората и этиленпродуцирующего компонентов. Это обуславливает дальнейшую разработку технологии получения комплекснодействующих дефолиантов на основе их диаграмм растворимости.
Согласно политермической диаграмме растворимости тройной системы хлорат кальция — диэтанола-
мин — вода для образования соединения состава Са (СЮ3)2-МН (С2Н4ОН)2 оптимальное соотношение компонентов в водной среде является 1:1. В других соотношениях это соединение получается с примесью хлората кальция и диэтаноламина. В водной среде диэтаноламин хлората кальция получают при 50 ° С из водных растворов, содержащих 58,0% хлората кальция и 29,4% диэтаноламина. После охлаждения полученного раствора до 0 ° С и фильтрации пульпы с соотношением Т: Ж = 1,0: 0,872 полученные продукты представляют собой белые кристаллические вещества. Выход Са (С103)2-КН (С2Н40Н)2 составляет 61,1%.
Список литературы:
А. с. 1143691 СССР. Способ получения хлорат-хлорид кальциевого дефолианта/М. Н. Набиев, Р. Шам-масов, С. Тухтаев и др. - № 3620951/23-26 3аявл.23.05.83.; опубл. 07.03.85//0ткрытия. Изобретения. -1985. - № 9. - С. 84.
Безуевский Л. С. Удобрения на основе ПФА с использованием фосфатнокислых отходов производства.: Автореф. дис... Канд.хим.наук. - Чимкент. 1989. - 21 с.
Нурахметов Н. Синтез, физико-химические свойства соединений амидов с неорганическими кислотами и перспективы их применения: Дис. докт. хим. наук. Алма-Ата, 1985. - 612 с. Недома И. Расшифровка рентгенограмм порошков. - М.: Металлургия, 1975, - 423 с. Ковба Л. М., Трунов В. К. Рентгенофазовый анализ. М.: Изд-во МГУ; 1969. - 160 с.
Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений. М.: Мир, 1991. - 536 с. Практическое руководство по термографии/Берг. Л. Г., Бурмистрова Н. П., Озерова М. И., Пуринов Г. Г. -Казань: Изд-во Казанского университета, 1976. -222 с.
8. Трунин А. С., Петрова Д. Г. Визуально-политермический метод/Куйбышевский политехнический Институт/ - Куйбышев: 1977: - 94 с./деп. в ВИНИТИ № 584 -78 Деп.
9. Киргинцев А. Н., Трушникова Л. Н., Лаврентьева В. Г. Растворимость неорганических веществ в воде. - Л.: Химия, 1972. - 248 с.
10. Хайдаров Г. Ш., Кучаров Х. Исследование тройных водных систем на основе 2-хлорэтилфосфоновой кислоты и моно-, ди- и триэтаноламинов//Химия природ. соед. Спец. выпуск. - 1998. - С. 114-117.
11. Хайдаров Г. Ш. Разработка дефолиантов на основе хлоратов, 2-хлорэтилфосфоновой кислоты и этанола-минов.: Автореф.дис... канд.техн. наук. - Ташкент, 1998. 19 с.
1.
Khamraev Mukhamadi Shirinovich, Academy of national medicine of Uzbekistan E-mail: academ_avicenna@yahoo.com
From the history of development of classic colloid chemistry
(Message One)
Abstract: The historic analysis of the condition of colloid-chemical knowledge at different periods, establishment of their objective critical evaluation and generalization of the research results with practical application of the achievements of science in the national economy is the main task of research of the history of colloid chemistry development.
Keywords: colloids, adsorption, solution, crystalloids, suspension, properties, structure, composition.
Хамраев Мухамади Ширинович, Академия народной медицины Узбекистана E-mail: academ_avicenna@yahoo.com
Из истории развития классической коллоидной химии
(Сообщение первое)
Аннотация: Основной задачей исследования истории развития коллоидной химии является исторический анализ состояния коллоидно-химических знаний в различные периоды, установление основных научных направлений в этих исследованиях с их объективной критической оценкой, обобщение результатов исследований с практическим использованием достижений науки в народном хозяйстве.
Ключевые слова: коллоиды, адсорбция, раствор, кристаллоиды, суспензия, свойства, строение, состав.
Особенности исторического развития коллоид- Таким образом, первый период развития коллоид-
ной химии, по общепринятым в истории любой на- ной химии характеризуется началом несистематиче-
уки тенденциям, связаны в первую очередь с такими факторами, как:
- социально-экономические, проявляющиеся во взаимосвязи науки и производства;
- прогресс мировой науки;
- внутренние потребности самой науки по накоплению материала и необходимость его теоретического обобщения;
- наличие талантливых ученых, проводящих систематические исследования в данной области.
История развития коллоидной химии в Узбекистане неразрывно связана с общей историей развития коллоидной химии.
В общей истории развития коллоидной химии Н. А. Фигуровским [1] и Т. Орловской [2] выделено формально три основных периода:
1) с древности (5000 лет до н. э.) до середины XVIII в.
2) период классической коллоидной химии с середины XVIII в. до третьего десятилетия XX в.
3) период развития современной коллоидной химии.
Первый период был связан с возникновением химии как дискуссионной категории (науки или искусства). Это можно проследить по возникновению химического ремесла в Египте в попытках превращения металлов в золото, по материалам захоронения и настенным росписям пирамид [3], в Греции — по сочинениям Фалеса, Платона и Аристотеля [4], в Китае — по анализу древних китайских красок и пороха [5], в Индии [6] по изучению истории керамики.
Следует отметить, что в трудах Бухарского врача Авиценны (980-1037гг.) описано более 800 веществ растительного и животного происхождения, а также приготовление настоек, тинктур, отваров и мазей, связанных с использованием веществ в коллоидном состоянии.
ских исследований по практическому использованию материалов коллоидной природы в различных ремесленных производствах на эмпирическом уровне. Этот период одни историки формально завершают исследованиями М. В. Ломоносова, который изучал твердые коллоидные растворы, разработал ряд методов их получения, основал производство цветных стекол в России на первой Устьрудницкой фабрике [7].
Другие историки [8] считают, что наряду с Джа-бир ибн Хайяном (721-815) и ар-Рази (865-925) Авиценна был последним крупным ученым арабского мира, после которого на Востоке наступила пора упадка, ускоренного монгольскими набегами. И центр научной мысли переместился в Европу.
Второй период по анализу состояния коллоидно-химических представлений можно разделить на пять этапов:
1) середина XVIII — середина XIX вв.;
2) 1860-1880 гг.;
3) конец XIX в.;
4) первое десятилетие XX в.;
5) второе и третье десятилетие XX в.
Первый этап (середина XVIII — середина XIX вв.) характеризуется зарождением различных, независимых и, казалось бы, не связанных между собой источников основных разделов будущей коллоидной химии как самостоятельной науки. На этом этапе многие ученые в разных областях химии, физики и биологии впервые описали типичные коллоидно-химические явления.
Приведем несколько примеров, позволяющих проследить, какое развитие получило то или иное открытие этого времени. Например, открытие англичанином Р. Броуном в 1828 г. броуновского движения цветочной пыльцы [9] некоторыми современниками воспринималось как ошибка эксперимента. И только
через 60 лет в 1888 г. Гуи, а затем в 1900 г. Экслер впервые предположили молекулярно-кинетическую природу броуновского движения.
Через 80 лет в 1906 г. Смолуховским [11-13] и Эйнштейном [10, 14-16] впервые было дано теоретическое обоснование броуновскому движению и доказана реальность молекулярно-кинетического движения как следствия безостановочного и хаотичного теплового движения микрочастиц со среднеквадратичным смещением.
Это произошло задолго до того, как была доказана реальность существования самой молекулы, что ставилось под сомнение школой энергетиков во главе с Махом и Оствальдом.
В 1908 г. Перрен [17] и в 1912 г. Сведберг [18] провели всестороннюю экспериментальную проверку теории Эйнштейна — Смолуховского, впервые определив независимыми путями число Авогадро.
Все эти работы привели к торжеству материалистического молекулярного учения. Кроме того, рассчитанное Смолуховским и Эйнштейном соотношение устанавливает связь между среднеквадратичным смещением частицы и коэффициентом диффузии, макроскопическое описание которой было дано Фи-ком в 1855 г. в «двух законах диффузии Фика». Это, в свою очередь, объединило макро- и микроскопические описания диффузии, давая основу современной теории флуктуации и статистической физики.
Эйнштейн, Перрен и Сведберг считали, что не только коллоидный раствор, но и грубые суспензии и эмульсии не отличаются существенно от истинных растворов, кроме как величиной частиц, поведение которых подчиняется законам молекулярно-кинети-ческой теории.
Следует отметить, что некоторыми историками оспаривается вопрос о приоритете Эйнштейна и Смолуховского в установлении зависимости между скоростью диффузии и размерами частиц в коллоидных растворах. Так, Е. С. Роскин в статье «К вопросу о приоритете русского ученого И. Г. Борщова в установлении зависимости между скоростью диффузии в коллоидных растворах и размерами их частиц» [19] отмечает, что И. Г. Борщов опубликовал эти расчеты в 1869 г. [20], хотя во всей научной литературе, в учебниках по коллоидной химии и учебных программах вузов приоритет отдается Эйнштейну и Смолуховскому.
Открытие Ф. Ф. Рейссом в 1808 г. явлений электрофореза и электроосмоса [21-22] только в 1852 г. получило достойную интерпретацию в работах Видемана
[23] и Квинке [24], а также в трудах Пиктона и Линдера [25], что составило основу крупного раздела коллоидной химии — «Электрокинетические явления и теория строения двойного электрического слоя».
Открытие Т. Е. Ловицем в 1789 г. адсорбции из растворов [26] и Шееле в 1770 г. адсорбции газов углем [27-28] привело к развитию исследований в одной из важнейших областей коллоидной химии — адсорбции.
Термодинамические основы процесса адсорбции были впервые рассчитаны в 1878 г. Дж. В. Гиббсом [29]. Они положили начало теории поверхностных явлений и исследованию их роли в коллоидно-химических процессах, позволили рассчитать площадь и длину молекул ПАВ (спиртов, органических кислот и др.), толщину адсорбционных слоев, доказать строение молекул ПАВ задолго до того, как это было сделано методами ИКС, ДТР, ЭПР и т. д.
Развитию основных разделов классической коллоидной химии способствовали также исследования Шульца (1882 г.) [30-31], Гарди (1900 г.) [32], Шведова (1889 г.) [33], теория светорассеяния Рэ-лея (1890 г.) [34], теория капиллярности Лапласа (1806 г.), открытие Цвета (1903 г.) и другие работы [35].
Но становление коллоидной химии как самостоятельной науки начинается, по мнению историков, с работ Т. Грэма, т. е. со второго этапа.
Второй этап (1860-1880 гг.) охватывает работы англичанина Т. Грэма [36-37], историческая заслуга которого заключается в том, что он первым попытался обобщить имеющиеся к тому времени разрозненные коллоидно-химические сведения и классифицировать растворы по их диффузионной способности, осмосу и диализу на кристаллоидные и коллоидные. Кристаллоидными Грэм считал растворы неорганических солей, а коллоидными он называл растворы «особой формы» и необычных свойств, способные опалесцировать, диализировать, коагулировать, иметь малую диффузию и осмос и т. д.
Типичными представителями коллоидных растворов, по мнению Грэма, являлись клееподобные растворы. Так, впервые в истории химии был введен термин «коллоид» (греч. «colla» — клей, «eidos» — вид), который остался до сих пор, хотя значение современной коллоидной химии кардинально изменилось.
Будущее покажет, что классификация Грэма на коллоиды и кристаллоиды неверна, но она подтвердила его представление о специфичности коллоидных растворов и надолго определила развитие коллоид-
ной химии. Это открытие снискало Грэму мировую известность и официально в учебной и научной литературе определило начало развития классической коллоидной химии с его работ в 1860 г.
Появление работ Грэма, его первая классификация веществ на коллоиды и кристаллоиды, его первая гипотеза о сложном строении коллоидных частиц как агрегатов молекул стимулировали развитие исследований по получению коллоидных растворов и изучению природы коллоидных частиц.
Следует отметить, что до Грэма в 1845 г. Сельми обнаружил [38], что промывание хлорида серебра приводит к пептизации осадка и получению особых растворов, названных им «псевдорастворами». Им были получены «псевдорастворы» серы, берлинской лазури, крахмала и др. веществ. Из-за систематических исследований «псевдорастворов» Итальянская школа долгое время считала Сельми основателем коллоидной химии.
В 1857 г. Фарадей описал методы получения золей золота высокой степени дисперсности [39].
Грэмом были получены золи кремниевой, вольфрамовой, фосфорной кислот, гидроокисей алюминия, железа, хрома [37].
В 1898 г. Бредиг получил ряд золей благородных металлов методом распыления электродов, в 1903 г. Лоттермозер — золи неорганических веществ [40].
В 1903 г. Сведберг предложил систематизировать методы получения золей и классифицировать их на конденсационные и диспергационные [41].
Развитие работ по получению коллоидных растворов и изучению их природы сопровождалось дискуссией между представителями «суспензоид-ной» и «растворной» теорий в свете существующей в то время классификации растворов на истинные растворы и суспензии.
Основываясь на работах Шерера [42], Эбелла [44], Бодлендера [43] и др. по осаждению суспензий электролитами, Барус и Шнайдер выдвинули важное положение об отсутствии различий между суспензиями и их полной аналогии. Так возникла «суспензо-идная» теория коллоидов, которая встретила бурный
отпор со стороны представителей «растворной» теории — Пиктона и Линдера [25], обнаруживших заряд коллоидных частиц и поддержавших точку зрения Грэма о сложном строении коллоидных частиц и однородности коллоидного раствора.
Спор между сторонниками «растворной» и «су-спензоидной» теорий строения коллоидных растворов втягивал все большее количество исследователей в новую область науки и способствовал формированию основ коллоидной химии как самостоятельной области знаний.
Этот этап классифицируется как третий этап второго периода развития классической коллоидной химии (конец XIX в.), для которого наиболее характерным является систематическое целенаправленное изучение коллоидного состояния вещества.
Томас Грэм считал, что коллоидные частицы представляют собой агрегаты микрочастиц или аллотропические модификации [27].
В 1869 г. И. Борщов в работе «О свойствах и строении коллоидов, участвующих в образовании растительных и животных организмов» [20] указывал на возможность кристаллического строения коллоидных частиц.
Работы Любавина [46] и Сабанеева [45] в 1889 г. позволили по криоскопии определить вес коллоидных частиц.
В 1890 г. Д. И. Менделеев писал, что коллоиды являются аморфными и сложными по химическому составу [47].
В 1904 г. П. П. Веймарн показал, что одно и то же вещество в зависимости от условий может обладать свойствами и коллоидов, и кристаллоидов, например хлористый натрий в бензоле и в воде [48].
По Веймарну, правильнее говорить не о коллоидном веществе, а о коллоидном состоянии вещества.
Установив на сотнях объектов условия перехода любого кристаллического вещества в самом процессе его образования в предельно дисперсное состояние в соответствующей среде, Веймарн продемонстрировал всеобщность коллоидного состояния в природе и технике.
Список литературы:
1. Фигуровский Н.А. Очерк общей истории химии. I (от древнейших времен до начала XIX в.). М: Наука, 1969.
2. Орловская Т.Т. «История возникновения и развития основных направлений классической коллоидной химии». Автореф. дис. канд. хим. наук. М., 1975.
3. Лукос А. Материалы и ремесленные производства древнего Египта: пер. с англ. М., 1958.
4. О практических знаниях древних народов, // F. Stranz. Naturbetrachtung und Naturerkenntnis in Altertum. Hamburg, Leipzig, 1904.
5. Фигуровский Н.А. Химия в древнем Китае и ее влияние на развитие химических знаний в других странах //Из истории науки и техники Китая. М., 1955. С. 110.
6. Ray P.C. History of hindi chemistry. Calcutta, 1903.
7. Данилевский В.В. Ломоносов и художественное стекло. М.Л.: Наука, 1964.
8. Азимов А. Краткая история химии: пер. с англ. М.: Мир, 1983. С. 22.
9. Farmer J.B. Robert Brown//Oliver F.W. Makers of British botany. Cambridge, 1913. Р. 108-125.
10. Эйнштейн А., Смолуховский М. Броуновское движение // Сб. статей: пер. с нем. М.Л., 1936.
11. Smoluchowski M.//Ann. Phys. 1906. Vol. 21. Р. 756-780.
12. Smoluchowski M.//Ann. Phys. 1908. Vol. 25. P. 205.
13. Smoluchowski M. //Koll. Zeit, 18, 190. 1916.
14. Einstein A.//Ann. Phys. 1905. Vol. 17. P. 547-560.
15. Einstein A.//Ann. Phys. 1906. Vol. 19. P. 371-381.
16. Einstein A. /Ann. Phys. 1911. Vol. 34. P. 590.
17. Перрен Ж. Броуновское движение и действительность молекул. Общественная польза, 1912.
18. Сведберг. Коллоидная химия. М.: Гостехиздат, 1927.
19. Роскин Е.С. К вопросу о приоритете русского ученого И.Г. Борщова в установлении зависимости между скоростью диффузии в коллоидных растворах и размерами их частиц // Коллоид. журн. 1953. Т. 15, №2. С. 152-154.
20. Борщов И.Г. О свойствах и частичном строении некоторых коллоидных веществ, участвующих в образовании растительных и животных организмов // Журн. Русского химич. Общества. 1869. Т. 1, C. 194,
21. Рейсс Ф.Ф. Natice sur un ^uvel effect de Electricite golvanigue // Memoires de la Soc. Imp. des natur. de Moscou. 1809. Vol. 2. P. 327.
22. Reuss F.F. Effectum chemicorum // Electricitatis Galvanical Historia commentationes Socitatis physico-medical, apud Universitatis Ziterarum Caesaream mosquensem institutal. T. 1. M., 1808, Livraison. P. 141-192.
23. Wiedemann G.//Ann. Phys. Chem. 1852. Vol. 87. P. 312,
24. Quincke G.//Ann. Phys. Chem. 1861. Vol. 113. 8. P. 513.
25. Picton H. Linder E. // Y. Chem. Soc. 1897. Vol. 71, 568.
26. Ловиц T.E.//Chem. Ann. v. Grell. 1786. Vol. 1. P. 293.
27. Фигуровский Н.А. Жизнь и научная деятельность Т.Е. Ловица // Избр. труды по химии и химической технологии. Серия классики науки. М.: Изд-во АН СССР, 1955. С. 403-514.
28. Scheele K. Sterlemnode dretoch antookhinger utd. of Nordon rulold. Stockolm, 1770. Р. 416, 443,
29. Гиббс Дж.В. Термодинамические работы. М. Л., 1950. С. 288; Gibbs J.W., Collected works ofJ.W. Gibbs. New York: Longmans, 1931. Vol. P. 219; Gibbs J.W. // Trans. Connect. Acad. 1877. Vol. 3. Р. 398.
30. Schulse H.//Z. prakt. Chem. 1882. Vol. 25. P. 431.
31. Schulse H.//Z. prakt Chem. 1883. Vol. 27. P. 320.
32. Hardy W.//Z. Phys. Chem. 1900. Vol. 46. P. 235.
33. Шведов Ф.Н.// J. Phys. 1889. Vol. 8 (2). P. 341.
34. Lord Rayleigh // Proc.Roy. Soc. 1890. Vol. 47. P. 364-367.
35. Цвет М.С.//Труды Варшавского общества естествоиспытателей. Отд. биол. 1903. Vol. 14. P. 20.
36. Greham Th.//Philos.Trans. Rog. Soc. London. Ser. A. 1861. Vol. 151. P. 183-224.
37. Greham Th.// Ann. 1862. Vol. 121. P. 1-77; Greham Th. // Journ. Chem. Soc. 1864. Vol. 17. P. 318-327.
38. Selmi F.//Nuovi Ann. d. Sceinse Naturali d Bologna. Ser. II. 1845. T. IV. P. 146; Serie II. 1847. T. VIII. P. 401.
39. Faraday M. The Bakerian lecture - Experimental polatlona of gold (and. afher metals) to light // Phil. Trans. Roy. Soc. London. Ser. A. 1857. Vol. 147. P. 145-181.
40. Lottermoser A.//J.Phys. Chem. 1903. Vol. 88. P. 341.
41. Svedberg T.//Koll. Zeit. 1906. Vol. 1. P. 161.
42. Scherer T.//Ann.Phys. 1851. Vol. 82. P. 419.
43. Bodlender C.//N. Jahsb. Min. 1839. Vol. II. P. 147.
44. Ebele P.//Ber. 1883. Vol. 16. P. 2429.
45. Сабанеев А.П. Определение молекулярного веса коллоидов по способу Рауля//Журнал русского физико-химического общества. 1889. T. 21, № 1 С. 515.
46. Любавин Н.Н. О замерзании некоторых коллоидных растворов // Журнал русского физико-химического общества. 1889. Т. 21. С. 397.
47. Менделеев Д.И. // Журнал русского физико-химического общества. Часть хим. 1890. Т. 11. С. 74.
48. Веймарн П.П. Кристаллизационный метод получения дисперсных систем и факторы их устойчивости в связи с теорией растворов твердых веществ в жидкостях. Успехи коллоидной химии за 50 лет. СПб.: Экономическая типолитография. 1913. С. 5-114.
