Николай Аблесимов Грандмастер

О чем рассуждал Д. И. Менделеев в своей докторской диссертации? Термохимия

В 1864 году Д. И. Менделеев защитил диссертацию «Рассуждение о соединении спирта с водою». Ученый использовал в своей работе водно-спиртовые смеси, но не как прообраз современной водки, а как идеальные «модели», с помощью которых можно было изучать многие физико-химические явления, связанные с процессами растворения (изменение объема, выделение тепла и т. д.).

ronstik, Shutterstock.com

Всем известно, что жидкость, получаемая при смешивании казенного спирта с водой (продукт, известный в народе как «шило», «казенненькая», «чимиргес») жидкость нагревается и пьется с отвращением. С чего бы это? Менделеев впервые рассудил и доказал, что причина в образовании химических соединений этанола с водой — гидратов спирта. Причем разных по составу. Так что ученый был еще и термохимиком.

Термохимия (раздел химической термодинамики) изучает тепловые явления, сопровождающие химические реакции. Термохимические данные (теплоты образования и сгорания химических соединений, тепловые эффекты реакций) используют в химической технологии, при расчетах тепловых балансов процессов и являются расчетной основой химической термодинамики.

Само название термодинамика уже содержит термо. Это наука о наиболее общих свойствах макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, а также о процессах перехода между этими состояниями. В основе термодинамики лежат фундаментальные принципы (так называемые начала), описывающие поведение энергии и энтропии при любых возможных процессах в системе. Методами термодинамики изучаются сложные системы, в том числе и химические. В термохимических уравнениях необходимо указывать агрегатные состояния веществ с помощью буквенных индексов, а тепловой эффект реакции (ΔН) записывать отдельно, через запятую.

Экспериментальные методы термохимии: калориметрия, дифференциальный термический анализ (ДТА), дериватография.

Показателем фазового превращения служит тепловой эффект, не сопровождающийся изменением массы образца.

Дериватограф регистрирует одновременно термические и термогравиметрические изменения. Записывают сразу 4 зависимости: разности температур (Т) исследуемого образца и эталона, который не претерпевает превращений во времени t (кривая ДТА), изменения массы dm от Т (термогравиметрическая кривая), скорости изменения массы, т. е. производной dm/dt, от Т (дифференциальная термогравиметрическая кривая) и Т от времени. Методом ДТА устанавливается последовательность превращений вещества и определяется количество и состав промежуточных продуктов.

Без термохимических данных, сведенных в объемистые справочники, вы не посчитаете ни один химический процесс (пойдет он или не пойдет)!

Современная термохимия включает производство прецизионной калориметрической аппаратуры. Выпускаемые серийно в ряде стран микрокалориметры отличаются высокой чувствительностью, практически неограниченной продолжительностью измерений и широко применяются при определении небольших тепловых эффектов и теплот медленных реакций, недоступных ранее для прямого термохимического изучения (гидролиз сложных эфиров, гидратация оксидов, твердение цемента и др.).

Развитие микрокалориметрии открыло возможности для термохимического изучения биохимических процессов и превращений макромолекул. Изучаются тепловые эффекты, сопровождающие ферментативные реакции, фотосинтез, размножение бактерий и др. Дифференциальные сканирующие калориметры позволяют ускорить и упростить измерение теплоемкостей и теплот фазовых переходов по сравнению с классическими приборами, действующими на принципе периодического ввода энергии.

Работают Институт термохимии Уральского НИИ композиционных материалов (Пермь), Объединенный институт высоких температур РАН (Москва). Можно почитать: Карякин Н. В. Основы химической термодинамики (М.: Academia, 2003).

Обновлено 26.08.2012
Статья размещена на сайте 12.08.2012

Комментарии (4):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети:

  • Ну, что же, а вот вам "Подлинная история...", которую рассказал мне наш автор:

    Игорь Липин

    Подлинная история одного открытия

    Голова была как большой и хрупкий стеклянный сосуд, наполненный вязкой, тягучей жидкостью. При малейших попытках шевельнуться жидкость начинала с невыносимой болью колыхаться и биться о стенки сосуда, а затем мерзким, тошнотворным комком резко ухала в желудок. По барабанным перепонкам беспрестанно стучали маленькие молоточки…

    Медленно, медленно Димон приоткрыл глаза. Удивляться не было сил. Он лежал в небольшой светленькой комнатёнке как две капли воды похожей на те, в которые сажают америкосовских маньяков – три стены, вместо четвёртой решётка.. В нашей ментовке такие же есть - только потеснее и погрязнее, обезьянниками их ещё называют. Правда дверь в клетку всегда бывает. А здесь нет. Ну и хрен с ней, с дверью. Сейчас бы накатить соточку. Всё что угодно за то, чтобы избавиться от этой безумной тяжести в голове и во всём теле.…Всё что угодно…

    Неизвестно откуда возле решетки появилось странное существо с какой-то длинной головой и ядовито- зелёного цвета.
    - Конец, блин, допился до чёртиков… - вяло мелькнула мысль и тут же исчезла. Зелёный держал в руке стакан с жидкостью и протягивал сквозь решётку! Обострённое обоняние уловило запах спиртного. Мигом подскочив к решётке, Димон трясущимися руками схватил протянутый стакан и залпом опрокинул в себя. От жгучего огня перехватило горло и дыхание. Чистый спирт, неразбавленный!
    - Дай! Дай водой запить! - прохрипел Димон и без сил опустился на пол.

    Боль медленно и неохотно отступала. Плавно накатилась тяжёлая дремота и он впал в забытьё…

    Открыв глаза, Димон вновь увидел у решётки Зелёного со стаканом. С опаской приняв его, медленно глотнул. Напиток на вкус был как сильно разбавленная водка. Выпив, Димон пробурчал:
    - Вы бы зажевать хоть чем-нибудь дали, черти! - и устало закрыл глаза. Думать ни о чём не хотелось. Ладно, хоть похмелиться дают. Похмельный сон незаметно подкрался вновь.

    Проснувшись, Димон как должное принял от неизменного Зелёного стакан вполне приличной водки и какие-то безвкусные коричневые шарики на тарелке. Вяло пожевав, поднял глаза на существо:
    - Ты кто, братан, будешь?
    Не получив ответа, задумался. В принципе жизнь вполне сносная: выпить дают, закусить тоже - что ещё надо человеку, который последние годы спал где придётся на улице и питался тем, что найдет в мусорных баках? Но, сколько времени он тут? Надо вести дневник - мелькнула в голове пьяная мысль. Пошатываясь, Димон подошёл к стенке и краем тарелки попытался что-то нацарапать на стене. Посмотрел на Зелёного – бить не будет? Уловив его заинтересованный взгляд с азартом начал чертить полосы на светлом пластике. Быстро выдохнувшись, прилёг отдохнуть на пол. Пробормотав:
    -Пошли вон, черти зелёные! - уснул.

    Медленно и однообразно тянулось время. Хорошая выпивка, закуска, сон и опять всё снова повторяется. Дурацкая мысль вести дневник пришла вновь и Димон стал чертить на стене клеточки: по числу дней, которые, как он предполагал, здесь находится. В последней решил написать слово «Надежда». Почему надежда? Хрен его знает, возможно потому, что так назывался магазин возле которого он обитал последнее время. Сил хватило для того чтобы написать одну только букву «Н». Рядом нарисовал маленький плюсик, что должно было означать остальную часть слова. Полюбовавшись на своё творение, лёг спать.

    Следующий день был супер! Знаками Димон выпросил у Зелёного несколько порций водки, в общей сложности получилось около литра!!! Так и написал в дневнике «Ли»!

    Через два дня добавки Зелёный не дал и обиженный Димон накарябал в клетке букву «С»: - Сволочь!!!

    Так шло время, клеток с различными буковками в дневнике было уже около сотни, когда неожиданно вместо Зелёного явился Розовый да ещё с рогами! Мерзко ухмыляясь протянул стакан с розовой жидкостью. Димон боязливо понюхал – пахло вроде бы спиртным. Решившись, сделал несколько больших глотков.… В одно мгновение весь мир вокруг стремительно закрутился, всё больше набирая обороты.
    -Отравили, уроды!- успел подумать Димон до того, как его мозг взорвался большим, нестерпимо горячим огненным грибом…

    * * * *
    …Дмитрий Иванович проснулся от странного внутреннего толчка. Голова гудела после вчерашней попойки. Во рту пересохло.
    - Приснится же такая чертовщина – подумалось,
    - Надо поменьше пить её, сорокоградусную-то!... Вспомнил, что на столе в горшке должен был остаться рассол от огурцов, которыми закусывал накануне. Терпкая солоноватая жидкость слегка рассеяла туман в голове. Вновь вспомнился странный сон, клеточки на стене с корявыми буковками,… и, вдруг, неожиданно пришло озарение:
    - Вот она! Точно! Вот она таблица-то!!! - схватив клочок бумаги, быстро восстановил по памяти виденные во сне клетки с символами. Через полчаса Дмитрий Иванович крупными буквами подписывал получившуюся таблицу: ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА.




    Примечание: данный рассказ написан автором в 1983 году к юбилею Русского химического общества и был легкомысленно отвергнут редакцией студенческой стенгазеты, как противоречащий идеологии советской культуры.

  • Нуднейшая статья с заголовком-завлекушкой, не имеющая никакого отношения к ШЖ.

    Оценка статьи: 1