01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Химия и науки о материалах
25 марта
Нобелевские лауреаты: Анри Муассан

Человек, победивший фтор

Wikimedia Commons

О человеке, главный эксперимент в жизни которого едва не погубила научная тщательность, человеке, сумевшем обуздать убивавший его коллег элемент и открывшем путь к искусственным алмазам, рассказывает наш сегодняшний выпуск рубрики «Как получить Нобелевку».

Великий химик Юстус Либих однажды, давая наставления молодому Кекуле, сказал: «Если Вы хотите стать настоящим химиком, Вы должны пожертвовать своим здоровьем. В наше время тот, кто при изучении химии не разрушает свое здоровье, ничего в этой науке не достигнет». Эти слова можно в полной мере отнести к нашему сегодняшнему герою: он впервые получил чистый фтор, не смог сделать искусственные алмазы, окончательно подорвал свое здоровье, успел получить Нобелевскую премию по химии, тем самым не дав получить ее Менделееву, и умер. Итак, встречайте — Анри Муассан.

Фердинанд Фредерик Анри Муассан

Родился 28 сентября 1852 года, Париж, Франция

Умер 20 февраля 1907 года, Париж, Франция

Нобелевская премия по химии 1906 года. Формулировка Нобелевского комитета: «За получение элемента фтора и введение в лабораторную и промышленную практику электрической печи, названной его именем» (in recognition of the great services rendered by him in his investigation and isolation of the element fluorine, and for the adoption in the service of science of the electric furnace called after him)._

486566d8190c5d63c50bcc83fa0821ac8d97f1a9
Муассан выделяет фтор
Wikimedia Commons

Анри Муассан родился в Париже в семье железнодорожника и портнихи. Когда мальчику исполнилось 12, его семья переехала в Мо (античный Латинум), где Анри поступил в обыкновенную муниципальную гимназию. Там ему повезло: его нашел талантливый и небезразличный преподаватель, который начал с талантливым пареньком дополнительные занятия по естественным наукам. Мальчика захватила химия, и он, как это принято сейчас говорить, забив на все остальное, погрузился в превращения веществ друг в друга. Впрочем, юноша рос разносторонним, уделяя внимание и культуре с искусством. В студенческие годы он даже написал пьесу, всю жизнь любил путешествовать, а будучи известным ученым, отдался страсти коллекционирования, собирая картины, гравюры и автографы знаменитостей времен Великой французской революции.

Именно по причине забивания на другие предметы в 1870 году Муассан не смог поступить в университет: химия химией, но университет не зря называется университетом, здесь нужны большие знания во всех областях. Но Анри не расстроился, а пошел работать помощником аптекаря в Париже, продолжая самостоятельно изучать химию. Потом, поднабравшись знаний, отправился работать в лабораторию Эдмона Фреми, человека, бывшего ассистентом не щадившего себя ради науки Гей-Люссака и открывшего, что озон — это разновидность кислорода.

656d7f3aedbf6d0e8eb981c4c2f2586efa9bcd4c
Эдмон Фреми
Wikimedia Commons

Затем Муассан перешел к новому боссу, Пьеру Полю Дихрейну, физиологу, агрохимику, человеку, изучавшему поглощение углекислого газа растениями. Именно Дихрейн и внушил Муассану мысль о том, что все-таки какую-то бумажку об образовании иметь стоит. А также о том, что академическая карьера ученого — самое лучшее, что может быть в мире, к тому же подходящее такому таланту, как Анри.

Итог: в 1874 году Муассан — бакалавр, в том же году — автор первой научной работы об углекислом газе и метаболизме растений, в 1880 году — доктор философии за работу об окислах хрома.

341113918cbc8f051e26d72c06cd807e412acfee
Пьер Поль Дихрейн
Wikimedia Commons

Чтобы заработать на жизнь, Анри некоторое время руководил промышленной лабораторией, а с 1879 по 1883 годы работал ассистентом лектора в Высшей фармацевтической школе в Париже и проводил там лабораторные занятия. Впрочем, в 1882 году его финансовые проблемы разрешились: он удачно женился на дочке своего старого приятеля, аптекаря из Мо, весьма богатого человека. Семья жены обеспечивала ему возможность заниматься химией, не думая о заработке.

Муассан обратился к проблеме, которая почти на протяжении века была не по зубам (и стоила жизни и здоровья) многим его предшественникам, — выделению чистого фтора.

Открытие фтора как элемента связано с минералом флюоритом. Этот минерал впервые описан еще в 1530 году под названием fluorospar в книге Георгия Агриколы Bermannus, sive de re metallica dialogus. Название «флюорит» происходит от латинского глагола fluere, от которого происходит и английское flow – «течь». Если добавить немного флюорита в руду, то температура плавления руды понижается.

812dfc750d6c67c5e584f9dd252f3d33a57f60cb
Кристалл флюорита
Wikimedia Commons

В 1771 году швед Карл Шееле, обрабатывая флюорит серной кислотой, получил другую кислоту, растворявшую стекло. Ее так и назвали — плавиковая кислота. Другой великий химик, Антуан Лоран Лавуазье, предположил, что плавиковая кислота содержит новый химический элемент, «флуор» (фтор на английском так и называется — fluorine). И началась охота за чистым фтором, который почти сотню лет не удавалось выделить в чистом виде, а тот, кому удавалось, умирал и не мог рассказать о своем открытии.

По подсчетам историков науки, как минимум 19 ученых погибли или сильно пострадали при попытках получить чистый фтор.

Муассан решил обратиться к электролизу. Какое-то время у него ничего не получалось, но он обратил внимание, что электроды и трубки оказываются разъеденными. Значит, фтор все-таки выделяется, но он настолько реакционноактивен, что реагирует сразу со всем, включая стекло и резину.

Химик решил создать химическую посуду из флюорита и проводить в ней электролиз жидкого чистого фтороводорода, охлажденного до отрицательных температур при помощи платиноиридиевых электродов.

B00c6f4731ccf3b619689e040c854ef17d5cad62
Электролизер Муассана
Wikimedia Commons

26 июня 1886 года Муассан получил чистый фтор. Парижская академия наук, получив сообщение сравнительно молодого ученого, отрядила солидную комиссию для проверки, попросив провести эксперимент еще раз. И у Муассана ничего не получилось!

Вот как описывает этот драматический эпизод Манолов Калоян в книге «Великие химики»:

«Точно в назначенный час появились члены комиссии. Их было трое — Марселен Бертло, Анри Дебре и Эдмон Фреми (тот самый первый руководитель нашего героя, — прим. Indicator.Ru). Муассан приступил к работе. Он собрал установку, налил охлаждающую смесь и подключил батарею. Минута, две, три… Установку словно заколдовали — никаких признаков реакции. Анри проверил все еще раз, но фтор не выделялся. Он разобрал установку, взял новые порции исходных веществ и попытался повторить эксперимент. Эта попытка тоже не привела к успеху. «Конец!» — подумал Муассан и беспомощно опустил руки. Ему хотелось провалиться сквозь землю, лишь бы не видеть строгих, недоумевающих взглядов знаменитых ученых — членов комиссии.

— Не волнуйтесь, — прервал замешательство Марселен Бертло. — Всякое случается. Может быть, нечистые реактивы. Иногда на первый взгляд незаметная мелочь неожиданно изменяет весь ход реакции. — Мы уверены, что произошла какая-то ошибка, — поддержал его профессор Фреми, — и надеемся, что вы ее скоро найдете.

Пожелав успехов в работе, ученые удалились, а Муассан еще долго неподвижно стоял возле своей установки.

«Это фтор мстит мне за то, что я заставил его подчиниться, что все-таки выделил его», — удрученно думал Муассан, невольно наделяя элемент сверхъестественной силой».

E516ad02ba54737d26f3a68d9b69f18c985a5525
Воздух (1), фтор (2), хлор (3). Зарисовка Муассана
Wikimedia Commons

К счастью, всего через два дня Анри понял, что его подвела… собственная тщательность: он настолько хорошо очистил фтороводород, что он перестал проводить электрический ток! Немного безводного фторида калия в безводный фтороводород — и установка производила фтор со скоростью пять литров в час.

Успех Муассана был ошеломляющим. Академия наук присудила ему высшую премию Ла Каз, 10 тысяч франков. В конце того же года Академический совет Высшей фармацевтической школы избрал Анри Муассана профессором токсикологии. В этой должности он был утвержден 30 декабря 1886 года. А на Новый год тесть, Мишель Люган, подарил подлинный пейзаж Жана Батиста Коро, одного из самых талантливых пейзажистов Франции.

Муассан занялся исследованием свойств фтора при низких температурах. Оказалось, что даже при -185°C фтор реагирует с водородом и углеводами, а уж при комнатной температуре он отнимает электроны даже у кислорода: единственный элемент, который не образует оксиды. Наоборот, при реакции образуется фторид кислорода!

Кстати, шотландца, с которым Муассан исследовал жидкий фтор, звали Джеймс Дьюар. Да, да, тот самый, которому мы сейчас обязаны термосами.

Увы, здоровья исследование фтора (приведшее к открытию совершенно новых областей химии: открытия Муассана лежат как в основе получения тефлонов, так и современного разделения изотопов урана, в центрифугах разделяют на самом деле самый тяжелый в мире газ, гексафторид урана) не принесло. Сам химик говорил, что фтор отнял у него десять лет жизни, но это, наверное, сильно заниженная оценка: Муассан прожил всего 54 года.

15817717142c4a506c236bc8b4c0fd825fb675b8
Муассан пытается получить алмазы
Wikimedia Commons

Он еще успел получить чистейший бор, попытаться создать искусственный алмаз, нагревая фтороуглероды в электрической печи с температурой в 3500 градусов, и сам создал эту печь, положив начало химии высоких температур… Стало даже понятно, что алмаз нужно получать именно так, нужно только давление добавить. Муассан смог получить в газообразном состоянии такие вещества, как цирконий, молибден, марганец, хром, торий, вольфрам, платину, уран, титан и ванадий. Он обнаружил, что при очень высоких температурах углерод, бор и кремний, которые не проявляют активности при обычных температурах, реагируют со многими элементами и образуют соответственно карбиды, бориды и силициды. Он также получил карбид кремния — знаменитый карборунд. Но силы оставляли его…

В 1906 году Муассан и Менделеев были главными кандидатами на получение Нобелевской премии: из 19 номинаций четыре раза был номинирован Менделеев, восемь — Муассан. Вроде бы, как говорят, комитет склонялся к тому, чтобы присудить премию создателю Периодического закона, но, то ли научный соперник Дмитрия Ивановича Сванте Аррениус настроил всех против, то ли комитет узнал о том, что Муассан уже очень болен, выбор пал на последнего (с мыслью, что уж в 1907-то году…). Менделеева успели дважды номинировать на премию 1907 года, но 2 февраля 1907 года он скончался. 18 дней спустя не стало и Муассана.

31e95268481b272497483bafd542e98aa06b0faf
Дмитрий Менделеев
Wikimedia Commons

«Весь мир восхищен великим мастерством экспериментатора, с которым вы выделили и исследовали фтор… С помощью вашей электропечи вы разрешили загадку образования алмазов в природе. Вы сообщили мощный импульс миру технологии, и он еще не реализован в полной мере». Эти слова, прозвучавшие на вручении Нобелевской премии, в полной мере характеризуют нашего героя, особенно если к ним прибавить слова Либиха, с которых мы начали свой рассказ.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram.

Комментарии

Все комментарии
САМОЕ ЧИТАЕМОЕ
Обсуждаемое