Техника - молодёжи 1939-06, страница 26

Дюма 1842

водород

И 1

кисло род СОЕДИНЯЮТСЯ МЕЖДУ СОБОЙ Б ПРОПОРЦИИ 18

дерево и землю. Оказалось, что вес дерева увеличился до 164 фунтов, вес же земли остался почти без изменения. Значит, заключил ван-Гель-монт, весь прирост дерева получился за счет воды, а не за счет земли. Но так как дерево заключает в себе и негорючие вещества, которые после сжигания остаются в виде золы, то ван-Гельмонт пришел к выводу, что вода может превращаться в «землю».

Вопрос о превращении воды в «землю» и, обратно, «земли» в воду возбуждал интерес у многих ученых. Так, знаменитый английский физик Роберт Бойль в течение нескольких месяцев кипятил воду в закрытом стеклянном сосуде и обнаружил, что при этом на дне сосуда образуется землистый порошок. Бойль и некоторые его современники полагали, что это и есть вода, превратившаяся в «землю».

Таким образом, в скрытой форме до самого конца XVII в. все же держалось учение Аристотеля о воде, как об одном из четырех элементов природы, которые, по мнению древних, могли превращаться друг в друга. Это представление было' окончательно разбито только в 1783 г. французским химиком Лавуазье. Лавуазье подвел итог всем крупнейшим работам многочисленных исследователей и положил начало новой, современной химии. В свете этих выводов оказались смешными и нелепыми все рассуждения Аристотеля н его вольных и невольных приверженцев.

Лавуазье повторил опыты Бойля и в течение ста дней беспрерывно кипятил воду в закрытом стеклянном сосуде. Но при этом он тщательно взвесил сосуд и воду до и после опыта. Оказалось, что общий вес не изменился. На дне сосуда действительно осело небольшое количество землистого вещества, но, как показало взвешивание, этот осадок образовался не из воды, а из стекла, которое было разъедено водой.

Лавуазье первый доказал, что вода является не простым телом, а сама состоит из двух элементов — водорода и кислорода. В доказательство этого французскому ученому удалось даже «сложить» воду из этих двух газов. Он смешал водород и кислород под стеклянным колпаком, опущенным в сосуд с ртутью, и затем поджег смесь. Произошел взрыв, ртуть в сосуде поднялась, а на поверхности ее заблестели капельки воды.

Работы Лавуазье открыли эпоху точных количественных исследований в химии. С этого времени точные весы становятся необходимой принадлежностью химических лабораторий. Химики XIX в. усиленно занимались исследованием состава различных веществ и соотношением в них элементов. Наиболее точное определение состава воды было про-I изведено французским химиком Дю-F ма. Он пропустил химически чистый I водород над раскаленной окисью меди. При этом водород отнял от

окиси меди кислород, а в трубке осталась восстановленная, металлическая медь. Образовавшиеся при этом пары воды отводились в батареи стеклянных трубок, наполненных различными гигроскопическими веществами. Для этих опытов Дюма брал точно определенное количество окиси меди. Взвешивая ее до и после опыта, он определил, сколько кислорода отнималось от нее в процессе образования воды. Воду, которая улавливалась батареей поглощающих сосудов, он также взвешивал. Таким образом Дюма определил весовое соотношение кислорода и водорода в воде.

Работы Дюма дали цифровой материал, с помощью которого химики установили атомные веса разных химических элементов. За единицу атомного веса был принят атомный вес водорода. Атомный вес кислорода оказался в 16 раз больше.

На протяжении нескольких десятков лет атомный вес считался незыблемым свойством каждого атома любого химического элемента. Но вот в 20-х годах нашего столетия ученые обнаружили, что атомный вес, который считался присущим каждому атому, есть на самом деле какая-то средняя величина для данного элемента; вес отдельных атомов может значительно уклоняться в ту или другую сторону от этой средней величины. Первоначально это было открыто на хлоре, атомный вес которого равен 35,5. Это значит, что атом хлора должен быть в 35,5 раза тяжелее атома водорода. Путем весьма сложных и точных опытов было установлено, что у некоторых атомов хлора атомный вес составляет всего 35, а у других — 37, и только их средний вес будет равен 35,5. Это явление чрезвычайно заинтересовало ученых. Дальнейшие исследования показали, что подобным же свойством обладают не только атомы хлора, но и других элементов. Все такие атомы с разными весами были названы изотопами.

В течение нескольких лет ученые всего мира вели поиски изотопа водорода. Эти поиски велись главным образом в воде, которая является основным соединением водорода с кислородом. Очевидно, вода, содержащая тяжелые атомы водорода, должна испаряться медленнее обыкновенной воды. Это навело на мысль исследовать воду электролитических ванн, в которые обычно подливают воду взамен разложенной при электролизе. Оказалось, что вода в такой ванне действительно несколько тяжелее обычной.

Американские ученые Льюис и Макдональд в 1933 г. при помощи электролиза получили воду, состоящую нз соединения тяжелого водорода с кислородом. Они вели электролиз в течение нескольких недель, пока от 3 литров осталось несколько капель воды. Оставшаяся вода представляла собой окись тяжелого водорода. Она была названа «тяжелой водой».

Тяжелая вода обладает особыми свойствами: ее удельный вес на 0,000034 больше удельного веса обыкновенной воды; она замерзает при 4° выше нуля, а кипит при температуре свыше 101°; тяжелая вода ядовита и обладает исключительно высокой гигроскопичностью. Вода поглощает воду! Это парадоксальное явление показывает нам новые удивительные свойства воды — этой жидкости, которая окружает человека и сопутствует ему на протяжении всей жизни. Вода, которая, казалось бы, изучена вдоль и поперек, еще не открыла всех своих тайн.