К книге
История химии с древнейших времен до конца XX века. В 2 т. Т. 2ГЛАВА 4. ИСТОРИЯ ЗАРОЖДЕНИЯ И СТАНОВЛЕНИЯ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ. 4.5. Количественный анализ неорганических веществ. 4.5.1. Гравиметрия (весовой анализ)
49%
ГЛАВА 4. ИСТОРИЯ ЗАРОЖДЕНИЯ И СТАНОВЛЕНИЯ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ. 4.5. Количественный анализ неорганических веществ. 4.5.1. Гравиметрия (весовой анализ)
77

Анализ массовых соотношений элементов играл важную роль в химии и до начала XIX в., правда, проводился он в основном в практических, а не в исследовательских целях. В горнодобывающей промышленности и металлургии весовой анализ был обычным приемом точно так же, как и при получении благородных металлов или изготовлении монет. И при этом самым необходимым инструментом всегда были весы. Уже с конца XVIII в. умели рассчитывать содержание металла в неизвестном соединении по массе известного соединения. Т. Бергман предложил переводить анализируемое вещество в какое-либо известное соединение и определять его состав гравиметрически (весовым методом).

Впервые в химических исследованиях гравиметрические методы анализа приобрели самостоятельное значение благодаря работам А.Л. Лавуазье, посвященным изучению окислительно-восстановительных процессов. Путем точного сравнения массовых частей участвующих в реакции компонентов он не только доказал правильность антифлогистонной теории, но также обосновал необходимость количественных исследований веществ. Открытие закона эквивалентов И. Рихтером, закона постоянства состава Ж.Б. Прустом и закона кратных отношений Дж. Дальтоном еще больше подчеркнуло значение количественного анализа.

Попытки Дж. Дальтона и Й.Я. Берцелиуса определить атомные или соединительные веса элементов оказались своего рода движущей силой для быстрого развития количественного анализа. При этом Берцелиус достиг наибольшего успеха. Это относится и к разработанным им методам анализа, а также к приборам, созданным или усовершенствованным на основе его идей. Как видно из «Таблицы атомных весов 1826 г.» (см. т. 1, глава 8, п. 8.11), его анализы достигли высокой точности. Все более точное определение атомных масс в XIX в. одновременно сопровождалось все более совершенствующимися методами количественного анализа и созданием новых приборов. Среди других к ним относятся такие использованные Берцелиусом методы, как растворение силикатов в плавиковой кислоте, а также разделение металлов с использованием хлора. При проведении количественного анализа шведский химик научился обходиться лишь десятой частью того количества вещества, которое требовалось его предшественникам.

Применив спиртовую горелку, ученый облегчил проблему прокаливания осадков. Используемые им методы И.Я. Берцелиус описал в своем учебнике химии, но специальной книги по количественному анализу он не создал. Незаурядная личность Берцелиуса и его авторитет ученого оказали влияние на его учеников, работавших непосредственно с ним или в его лаборатории, среди них были Г. Розе и Ф. Велер.

Руководство по количественному анализу, написанное К.Р. Фрезениусом, оказалось лучшим, поскольку было наглядным и более систематизированным. Этот труд заложил основы количественного анализа, которые вплоть до XX в. почти полностью удовлетворяли всем требованиям химиков. Фрезениус детально описал технику взвешивания лишь после того, как внимательно изучил все «подводные камни» количественного анализа. Точность весов тогда составляла 0,1 мг. Высушивание вещества он проводил в жестяных сосудах с двойными стенками, между которыми пропускался водяной пар. Ход анализа Фрезениус описывал следующим образом: вначале высушивают вещество, потом растворяют его и осаждают, затем фильтруют и промывают осадок. При расчете элементов — составных частей веществ — учитывалась и масса фильтровальной бумаги. Фрезениус приводил данные о том, в какой форме определялся им элемент, процентный состав и эквивалентные массы соединений, рассчитанные из значений, полученных Берцелиусом.

Количественный состав различных осадков был установлен Фрезениусом довольно точно. В своей таблице он привел, например, процентный состав (по массе) следующих соединений: в хлориде натрия — 39,32% Na и 60,68% Cl; в оксиде цинка — 80,26% Zn и 19,74% О. Эти значения с точностью до первого знака после запятой совпадают с установленными впоследствии величинами. До начала XX в. весовой анализ претерпел мало изменений. Правда, в 1890-х гг. стали изготавливать фильтровальную бумагу, обработанную соляной и плавиковой кислотами. Содержание золы после сжигания круга из бумаги диаметром 9 см составляло только 0,1 мг. В то же время вошли в употребление специальные тигли с фильтрующим слоем из асбеста. В 1920-х гг. эти тигли были заменены аналогичными сосудами со стеклянным дном.

Наиболее важные нововведения в гравиметрическом анализе были осуществлены в XX столетии благодаря работам К. Винклера и Ф.Л. Гана. Немецкий ученый разработал прецизионные методы весового анализа, а также способ минимизации вероятных погрешностей, а Ф.Л. Ган усовершенствовал методику работы с очень разбавленными растворами. 

Предыдущая главаГлава 77 из 156Следующая глава