Электричество в мире химии - Георгий Яковлевич Воронков
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
«Наблюдения над вольтовым столбом, имеющим положительный и отрицательный полюсы,— писал Гротгус,— вызвали у меня мысль, что подобная же полярность могла бы образовываться между частицами воды, если на них действует такой же электрический агент. Для меня это было лучом счета».
Гротгус предположил, что полярна сама молекула воды, что она состоит из кислорода, заряженного отрицательно, и из водорода, заряженного положительно. «Тогда отрицательный полюс батареи притянет водород, отталкивая кислород, а положительный полюс притянет кислород, отталкивая водород».
Полярное строение воды — вот согласно Гротгусу ключ к разгадке электролиза. Механизм электропроводности — это цепь последовательных разложений и воссоединений молекул воды и выделение крайних звеньев этой цепи в виде свободных химических элементов у электродов. Если это так, то механизм разложения воды становится ясен, а парадокс Никольсона перестает быть парадоксом. Продукты электролиза не могут собираться на одном полюсе — только на разных полюсах.
Гротгус был исследователь с чрезвычайно богатой научной фантазией. Из Лейпцига он вернулся на родину и поселился в местечке Гедучей, недалеко от Елгавы. Он много экспериментировал и написал ряд интересных статей. В одной работе он развивает ряд важных идей о состоянии молекул растворенного вещества и воды в растворе: «Уже в самой жидкости, благодаря находящимся в ней элементарным частицам, должен постоянно действовать гальванизм. Он не вызывает никакого химического явления лишь потому, что все действующие электрические силы находятся в равновесии. Как только равновесие нарушается, наступает химический эффект».
Гротгус вообще полагал, что когда соприкасаются два вещества, которые могут в определенных условиях химически действовать друг на друга, то «всегда имеет Место полярное расположение легкоподвижных элементарных частей вещества, между которыми и происходит электрическое воздействие». Это указание Гротгуса на связь химических и электрических сил в дальнейшем всегда учитывалось при разработке теории реакций подобного рода. Идеи Гротгуса о том, что расщепление молекул на элементарные составные частицы происходит еще до действия электрического тока и что эти частицы полярно соединяются и отталкиваются по всем направлениям, через много лет были развиты в теории электролитической диссоциации, созданной Сванте Аррениусом и его единомышленниками.
Гротгус предположил, что окислительно-восстановительные реакции связаны с передачей электрических зарядов от одних частиц к другим. Это также близко к современным взглядам на механизм таких реакций. После того как Эрстед открыл электромагнетизм, Гротгус в 1820 г. установил, что магнитная стрелка отклоняется не только при протекании тока через металлический проводник, но и при его протекании через проводник второго рода, а именно через льняную нить, смоченную солевым раствором. Так было установлено сходство электричества, проходящего через металл и растворы.
«Гениально придуманная теория», как выразился Оствальд, первая теория электролиза, настолько просто и наглядно объясняла механизм электропроводности и разложения воды, что, как уже было сказано, быстро получила общее признание и широкое распространение. Уже при жизни Гротгуса ее излагали в учебниках по химии и физике как нечто само собой разумеющееся. Более того, имя ее автора чаще всего даже не упоминалось. Даже Гэмфри Дэви, принявший теорию электролиза Гротгуса безоговорочно, в своих работах его имени не упоминает. И это, конечно, не проявление злонамеренной забывчивости, а результат простоты и естественности теории. Она воспринималась так же, как таблица умножения, которой мы пользуемся, ни разу не задумавшись над именем ее изобретателя. А ведь он был, не мог не быть!
Имя Гротгуса, однако, не было предано забвению. О нем знают все историки науки и все специалисты по физической химии. Им гордятся его соотечественники. Дом, где он жил, не сохранился. Но по соседству, в городе Бауске, в краеведческом музее есть мемориальный уголок Теодора Гротгуса. На портрете совсем молодой человек в камзоле с высоким воротником сосредоточенно смотрит вдаль. В округе еще бытует предание о юноше, который пытался «по вкусу воды» найти золото, утопленное отступающими из России наполеоновскими войсками. Но у него ничего не получилось, в него же самого «поселился черт и задушил его». Так окрестные жители объясняли непонятные для них занятия одинокого человека, изучавшего местные минеральные источники, его домашние опыты, его таинственную болезнь и трагическую смерть.
Дуга Петрова
В России о столбе Вольты узнали в год его открытия. 20 октября 1800 г. русский посланник в Гааге Д. А. Голицын, в молодости друг Вольтера и Дидро, в письме, адресованном Петербургской Академии наук, писал: «Гальванисты открыли весьма любопытное электрическое явление. Цинковые и серебряные пластинки, положенные попеременно друг на друга и отделенные друг от друга слегка смоченной фланелью, производят толчок и даже электрические искры».
Химический источник тока привлек внимание русских ученых. Осенью 1801 г. на заседании Академии наук демонстрировалась большая вольтова батарея. О своих опытах с вольтовым столбом, «состоящим из 150 серебряных пластинок, такого же количества цинковых и кусков шерсти, смоченной в растворе соли», сообщал почетный член Петербургской Академии наук и иностранный член Лондонского Королевского общества, вице-президент Горной коллегии Аполлос Аполлосович Мусин-Пушкин (1760—1805), разносторонний ученый, известный своими работами по химии и минералогии. Были показаны и некоторые физиологические действия нового источника тока. Сообщение об этом мы находим в «С.-Петербургских ведомостях» от 1 октября 1801 г.
А в седьмом выпуске «Северного вестника» за 1804 г. в заметке «Краткое обозрение С.-Петербургской Медикохирургической академии» сообщалось: «Медицинская коллегия... в 1802 году по представлению профессора Петрова определила достаточную сумму для приготовления огромной гальванической батареи. Посредством таковой батареи сей неутомимый отечественный наш физик делал в присутствии Медицинской коллегии и многих знаменитых особ первые публичные опыты сего года мая 17 дня».
Профессор Петербургской медико-хирургической академии Василий Владимирович Петров (1761 —1834) не стал повторять опыты своих иностранных коллег с вольтовой батареей. Он решил изучить явления, которые будет вызывать очень большой и мощный столб. Именно на этом пути ему было суждено сделать открытие огромной важности.
Результаты исследований с вольтовым столбом Петров изложил в известной книге «Известия о гальвани-вольтов-ских опытах», вышедшей в Петербурге в ноябре 1803 г. Эта книга, так же как и другие работы В. В. Петрова, написана прекрасным языком. «Поелику же,— писал он в введении,— сколько мне известно, доселе никто еще на российском языке не издавал в свет и краткого сочинения о явлениях, происходящих от гальвани-вольтовской жидкости, то я долгом моим поставил описать по-российски деланные самим мной важнейшие и любопытнейшие опыты посредством гальвани-вольтовской батареи».
Петров
