Инертные газы
Страница 1

История благородных газов начиналась вполне традиционно и по началу не предполагала никакого открытия. В восьмидесятых годах девятнадцатого века английский физик Джон Уильям Рэлей решил определить плотности различных газов, причем, с очень большой точностью - погрешность должна была составлять не более сотой доли процента. Поэтому он делал все, что бы его результаты были достоверными: использовал в опытах самые чистые вещества, пользовался самыми точными весами того времени, работал предельно аккуратно. Сначала Рэлей определил плотность самого легкого из газов - водорода, затем принялся за кислород. Наконец подошла очередь азота. Азот, как известно, составляет примерно четыре пятых (по объему) воздуха, поэтому разумнее всего было бы выделить его именно из этого источника. Тем не менее, педантичный Рэлей получал азот из других, самых разных веществ, например, прокаливал нитрит аммония:

NH4NO2 = N2 + 2H2O

Применение азота добытого разными способами, делало результаты. Уже заканчивая исследования по плотности газов, Рэлей всё же решил проверить и атмосферный азот. Для того, что бы выделить его в чистом виде он пропускал воздух через ряд ловушек, где последовательно удалялись углекислый газ, кислород, пары воды и даже следы водорода, доля которого составляет всего несколько тысячных! Тем не менее, массы "химического" и "воздушного" азота не совпали, причем разница была постоянной, она составляла примерно одну тысячную грамма. Другой экспериментатор, может быть, и не обратил бы на такую "ошибку" внимания, но только не Рэлей. Нет! Он решил разобраться с этой загадкой, а потому в апреле 1894 года написал статью о своих любопытных результатах в журнал "Nature".

Вскоре на неё откликнулся соотечественник Рэлея химик Уильям Рамзай. Рамзай предположил, что в воздухе, помимо кислорода, азота и углекислого газа, содержится еще один, ранее не известный, более тяжелый газ. Просматривая старые научные журналы, он также обнаружил описание опыта, поставленного еще в 1785 г. английским ученым-аристократом Генри Кавендишем. Тогда, пропуская через воздух электрические разряды и удаляя образующийся оксид азота, Кавендиш обнаружил, что примерно одна сотая воздуха всегда оставалась неизменной, она не вступала ни в какие реакции.

Рэлей и Рамзай решили повторить этот опыт. Каждый из них пошел своим путем: Рамзай удалял азот с помощью магния, а Рэлей связывал его с кислородом при помощи электричества. В остатке, как и у Кавендиша, всегда осталась небольшая часть воздуха. Плотность ее оказалась в 15 раз больше плотности водорода, тогда как плотность азота только в 14 раз больше её.

Эта плотность возрастала ещё по мере дальнейшего поглощения азота, пока не достигла 18. Этим было доказано, что воздух содержит газ, плотность которого больше плотности азота.

Исследователи подвергли его самым разнообразным испытаниям. Неизвестный газ смешивали с хлором, серой, бромом, пытались сжечь в кислороде при высоких температурах . Но тщетно: газ оставался неприступным, он был абсолютно инертным. Рамзай также выяснил, что молекула нового вещества состоит лишь из одного атома. Все эти факты свидетельствовали об открытии нового химического элемента, о чём и было сообщено 12 августа 1894 г. Британской Ассоциации Содействия Науке. . Многим казалось невероятным, чтобы несколько поколений ученых, выполнивших тысячи анализов воздуха, проглядели его составную часть, да еще такую заметную - почти процент!

Новый элемент был назван аргоном (от греч. "аргос" - "ленивый").

Известие об открытии нового элемента, да еще с такими необычными свойствами, вызвало бурю дискуссий в научных кругах: далеко не все химики поверили в это открытие. Усомнился в нем и Менделеев, ведь появление аргона могло в одночасье разрушить периодическую систему. Аргон имеет атомный вес 39,9, т.е. согласно периодическому закону должен быть помещен между калием (39,1) и кальцием (40,1). Между тем, свободных клеток там уже давно не было, да и не мог аргон быть аналогом щелочноземельного металла магния. И что самое странное, у аргона вообще не было аналога. Гелий впервые был идентифицирован как химический элемент в 1868 П.Жансеном при изучении солнечного затмения в Индии. При спектральном анализе солнечной хромосферы была обнаружена ярко-желтая линия, первоначально отнесенная к спектру натрия, однако в 1871 Дж.Локьер и П.Жансен доказали, что эта линия не относится ни к одному из известных на земле элементов. Локьер и Э.Франкленд назвали новый элемент гелием от греч. «гелиос», что означает солнце. В то время не знали, что гелий инертный газ, и предполагали, что это металл. И только спустя почти четверть века гелий был обнаружен на земле. В 1895, через несколько месяцев после открытия аргона, У.Рамзай и почти одновременно шведские химики П.Клеве и Н.Ленгле установили, что гелий выделяется при нагревании минерала клевеита. Год спустя Г.Кейзер обнаружил примесь гелия в атмосфере, а в 1906 гелий был обнаружен в составе природного газа нефтяных скважин Канзаса. В том же году Э.Резерфорд и Т.Ройдс установили, что a-частицы, испускаемые радиоактивными элементами, представляют собой ядра гелия. После этого открытия Рамзай пришёл к выводу, что существует целая группа химических элементов, которая располагается в периодической системе между щелочными металлами и галогенами.

Страницы: 1 2 3 4 5 6

Смотрите также

Введение
Многие основные представления, касающиеся природы окраски минералов, явления люминесценции, оптического поглощения в ультрафиолетовой и видимой областях спектрального диапазона, взаимосвязанные про ...

Индуктивно-связанная плазма
Атомно-эмиссионная спектроскопия с индуктивно связанной плазмой это весьма популятный, простой и точный метод анализа. Суть его в том, что при возбуждении и ионизации с последующим переходо ...

Химия в сельском хозяйстве
Химизация — это одно из направлений научно-техниче­ского прогресса, основанное на широком применении химиче­ских веществ, процессов и методов в различных отраслях, на­пример в сельском хозяй ...