Пути развития химии. Том 2. От начала промышленной революции до первой четверти XX века

Карл Ремигиус Фрезениус родился в 1818 г. в семье адвоката[133]. Он учился в Боннском университете, а затем после его окончания у Ю. Либиха в Гиссене. Методы обучения у Либиха, вероятно, оказали влияние на Фрезениуса при работе над книгой. Либих, написавший к ней предисловие, рекомендовал ее студентам как учебник аналитической химии. В 1845 г. Фрезениус стал профессором химии в Высшей сельскохозяйственной школе в Висбадене. Эта школа не имела лаборатории для проведения занятий со студентами. Поэтому Фрезениус создал частную лабораторию аналитической химии, которую превратил вскоре в прекрасный учебный и исследовательский центр.

С 1862 г. Фрезениус стал издавать первый в мире "Журнал аналитической химии". Необходимость создания такого журнала он обосновал следующим образом: "Все крупные достижения химии в большей или меньшей степени связаны с новыми или усовершенствованными аналитическими методами. Знание стехиометрических законов в первую очередь необходимо для анализа солей; успехи в анализе неорганических веществ находят свое выражение во все более точных эквивалентных числах; неожиданный подъем органической химии требует точных методов определения элементов органических веществ; спектральный анализ незамедлительно привел к открытию новых металлов и т. д. Поэтому развитие аналитической химии всегда предшествует развитию химической науки в целом, ибо подобно тому, как новый проложенный путь ведет к новым целям, так и улучшенные аналитические методы ведут к новым химическим достижениям" [56, с. 190].

Количественный анализ неорганических веществ

Знание и умение должны дополняться искренним стремлением к истине, строжайшей добросовестностью.

К. Р. Фрезениус [56, с. 3]

Весовой анализ — гравиметрия

В ходе весового анализа определяемое вещество переводится количественно в соединение, удобное для взвешивания, и в таком виде взвешивается на чувствительных весах. Вещества, находящиеся в растворе, действием реагентов переводят в нерастворимые осадки и взвешивают после проведения соответствующих операций (фильтрования, промывания, высушивания, прокаливания). Газы с помощью адсорбции переводятся в твердую фазу; например, диоксид углерода адсорбируется асбестом, пропитанным едким натром.

Анализ весовых соотношений играл важную роль в химии и до начала XIX в., правда, проводился он в основном в практических, а не в исследовательских целях. Например, для того чтобы определить количество металла в каком-нибудь минерале или сплаве, ремесленники старались выделить этот металл в чистом виде или перевести его в королек. В горнодобывающей промышленности и металлургии это было 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 весу известного соединения. Т. Бергман предложил переводить анализируемое вещество в какое-либо известное соединение и состав его определять гравиметрически (весовым методом).

Но в химии впервые гравиметрические методы анализа приобрели самостоятельное значение благодаря работам Лавуазье, посвященным изучению окислительных и восстановительных процессов. Путем точного сравнения весовых частей участвующих в реакции веществ он не только доказал правильность антифлогистонной теории, но также обосновал необходимость количественных определений веществ.

В то же время К. Венцель и И. Рихтер определили количественный состав солей; при этом Рихтер открыл закон эквивалентов. Открытие закона эквивалентов Рихтером, закона постоянства состава Прустом и закона кратных отношений Дальтоном еще больше подчеркнуло значение количественного анализа.

Попытки Дальтона и Берцелиуса определить атомные или соединительные веса оказались своего рода движущей силой для быстрого развития количественного анализа. При этом Берцелиус достиг наибольшего успеха. Это относится и к разработанным им методам анализа и к приборам, созданным или усовершенствованным им. Как видно из "Таблицы атомных весов" (1818 г.) (см. с. 41), его анализы достигли высокой точности.

Аналитические весы Берцелиуса