|
Кафедра коллоидной химии
"Вопросы коллоидной химии
должно считать передовыми и могущими иметь
значение во всей физике и химии."
Д.И. Менделеев.
"Основы химии". 1871 г.
Коллоидная химия возникла в середине
Х1Х века. В 1861 г.известный английский химик Т.Грэм
изучал диффузию различных веществ в водных
растворах. Он обнаружил, что некоторые вещества
(желатин, агар-агар и т.п.) диффундируют в воде во
много раз медленнее, чем, например, соли и
кислоты. Кроме того, эти вещества при пересыщении
растворов не кристаллизовались, а формировали
студнеобразную клейкую массу. По-древнегречески
клей называется "колла", и эти "особые"
вещества Грэм назвал "коллоидами". Так
появилось название науки - коллоидная химия.На
основе своих опытов Грэм выдвинул весьма смелую
гипотезу о существовании в природе двух
диаметрально противоположных классов
химических веществ - "кристаллоидов" и
"коллоидов". Эта идея вызвала большой
интерес многих ученых, и во второй половине Х1Х
века коллоидная химия стала развиваться очень
быстро и плодотворно, причем основное внимание
уделялось именно химическим аспектам. В эти годы
были открыты многие вещества с типично
коллоидными свойствами. Вместе с тем были
разработаны различные методы очистки и
стабилизации коллоидов (неорганических,
органических и белковых веществ), созданы
оригинальные и высокочувствительные методы
исследования коллоидов для измерения размеров
дисперсных частиц, поверхностного натяжения
чистых жидкостей и растворов, скорости
электрофореза и ряда других параметров
коллоидных систем. Однако по мере открытия все
новых коллоидных систем гипотеза Грэма
утрачивала свою привлекательность. На смену ей
пришла концепция универсальности коллоидного
(дисперсного) состояния вещества. Решающую роль в
ее утверждении сыграли экспериментальные работы
профессора Санкт-Петербургского горного
института П.П. Веймарна (1906 - 1910). На множестве
примеров он показал, что даже типичные коллоиды
(например, желатин) можно выделить в
кристаллическом виде и, напротив, из
"кристаллоидных" веществ можно приготовить
коллоидный раствор (например, поваренной соли в
бензоле). На основании этих результатов Веймарн
выдвинул следующее положение: "Коллоидное
состояние не является обусловленным какими-либо
особенностями состава вещества; наоборот, было
доказано, что о коллоидах можно говорить как о
твердых, жидких, газообразных, растворимых и
нерастворимых веществах. При определенных
условиях каждое вещество может быть в коллоидном
состоянии".
Концепция универсальности значительно
расширила область объектов коллоидной химии и
оказала значительное влияние на ее развитие. На
первый план было выдвинуто понятие дисперсного
состояния вещества и как результат - осознание
важнейшей роли поверхностных явлений. Веймарн
считал необходимым вообще отказаться от термина
"коллоид" и заменить его на понятие
"дисперсоид", а коллоидную химию
переименовать в дисперсоидологию - "науку о
свойствах поверхностей и процессах,на них
совершающихся". Это определение очень близко к
современной трактовке коллоидной химии как
науки о дисперсном состоянии веществ с
определяющим влиянием поверхностных явлений. С
утверждением концепции универсальности
произошло существенное смещение приоритетов
коллоидной химии. Главным направлением
стало изучение дисперсного (коллоидного)
состояния веществ. Для этого необходимо было
выяснить, какие свойства достаточно полно и
объективно характеризуют это состояние. В начале
ХХ века эта проблема представлялась очень
сложной. Не случайно В. Оствальд, один из первых
коллоидников, называл коллоидную химию "миром
неопознанных величин". Примерно к 20 -м гг. стало
ясно, что фундаментальные проблемы коллоидной
химии в новом понимании ее содержания можно
условно разделить на три группы:
1. Состав, строение и свойства коллоидных частиц.
2. Взаимодействие частиц с дисперсной средой
(главным образом, с жидкостями).
3. Контактные взаимодействия частиц друг с
другом, приводящие к
образованию коллоидных структур.
Новизна и оригинальность проблем коллоидной
химии, открытие совершенно новых путей
проникновения в мир молекулярных явлений на
основе макроскопических исследований привлекли
к новой науке многих крупнейших ученых. Вполне
закономерно поэтому, что этот период коллоидной
химии оказался чрезвычайно плодотворным. За
работы по коллоидной химии стали лауреатами
Нобелевской премии
- Р. Зигмонди (1925 г.) " за установление
гетерогенной природы коллоидных растворов и за
разработанные в этой связи методы, имеющие
фундаментальное значение в современной
коллоидной химии";
- Ж. Перрен (1926 г.) - "за работу по
дискретной природе материи и в особенности за
открытие седиментационного равно-весия";
- Т. Сведберг (1926 г.) - "за работы в
области дисперсных систем" (прежде всего за
использование ультрацентрифуги для
дисперсионного анализа);
- И. Ленгмюр (1932г.) - "за открытия и
исследования в области химии поверхностных
явлений".
Эти успехи коллоидной химии привели к тому, что
во многих университетах и технологических
институтах Европы создаются кафедры коллоидной
химии.
В России коллоидной химии большое внимание
уделялось еще во 2-ой половине Х1Х века, во многом ?
под влиянием Д.И. Менделеева. Исследования
температурной зависимости поверхностного
натяжения органических жидкостей (1861 г.) привели
Менделеева к открытию фундаментального понятия
критической температуры веществ.
Менделеев высказал также идею о глубокой связи
между поверхностным натяжением и другими
свойствами вещества. В связи с этим он еще в
начале своей деятельности сформулировал
следующую программу работ в этом направлении:
"Главная цель предпринятых мной исследований
над капиллярностью и удельным весом жидкостей
составляет собрание материалов, необходимых для
молеку-лярной механики. Для успехов этой науки
необходимо иметь следующие точные данные.
1) Вес частицы.
2)Удельный вес.
3)Сцепление, определяемое волосными (т.е.
капиллярными ) явлениями, может служить к
пониманию некоторых физических и химических
явлений".
В начале ХХ века уровень коллоидной химии в
России отвечал самым высоким стандартам. Уже
упоминалось выше фундаментальное открытие
П.П. Веймарна об универсальности дисперсного
состояния вещества. Этот критерий быстро получил
мировое признание.
В 1913 г. была защищена первая в России
магистерская диссертация по коллоидной химии. Ее
автор А.В. Думанский стал впоследствии одним из
крупнейших организаторов коллоидно-химических
исследований в СССР. Таким образом, к началу 30-х
годов в СССР были созданы все необходимые
предпосылки для преподавания коллоидной химии в
высшей школе.
Профессор Б.Д. Сумм
|
