Cтраница 3
Рукопись курса Теоретической химии 1864 г. обрывается на незавершенном теоретическом отделе, в котором содержится попытка обосновать разделение химических реакций на три вида: разложения, соединения и двойного разложения. В изложении этой темы Менделеев также вносит много оригинального. Так, например, он замечает: Со времен Лавуазье дуалистическая химия считала реакцию хлора на водород соединением, тогда как это есть реакция двойного разложения. [31]
Сюда войдут различные способы разделения реакций, служащие поводом к составлению различных химических теорий. Химические теории действительно основаны на изучении тех или других реакций. Очень давно химические теории исходили из реакций двойного ( обменного) разложения; потом основались новые - на электрохимическом разложении и окислении; наконец, унитарная система оперлась также, только с другой точки, на реакции двойного разложения. Наконец, в последнее время стала распространяться атомная система, в основание которой поставлен особый вид реакций соединения. [32]
Затем Лоран переходит к классификации реакций и классификации веществ и говорит, что одно без другого не может обойтись и что обе эти стороны должны разрабатываться совершенно параллельно. Указывая на реакции замещения, он приходит к заключению, что С в органических веществах не подлежит замещению, хотя вещества, аналогичные ему, как, например, содержащие) Si, могут быть рассматриваемы и как случаи замещения. Затем Лоран входит до некоторой степени в историю вопроса. Рассматривая замещение простых веществ и реакции двойного разложения, он указывает на сгюи споры с Либихом и на неосновательность некоторых возражений Либиха и затем на то, что Дюма принял понятие о замещении вовсе не в таком смысле, какой придавал Лоран. Здесь он приводит подлинные свои слона и слова Дюма. Лораном было сказано, что при замещении Н хлором последний становится на место Н и до некоторой степени играет его роль, так что хлористые соединения должны быть сравниваемы с водородистыми. Подобная мысль - говорит Дюма - мне никогда не принадлежала, и трудно даже предположить, чтобы она могла вытекать из установленных мною понятий об этих фактах. Приписывая мне то положение, что Н замещается хлором, играющим вполне одну с ним роль, мне приписывают ( Берцелиус) мнение, против которого я, конечно, протестую; к тому же оно прямо противоречит всему, что я сказал об этом предмете. Таким образом, понятие о замещении в том смысле, как мы его ныне принимаем, принадлежит более позднему времени. Дюма, отказавшись от этого взгляда ввиду нападок Берцелиуса, сделал шаг назад. Указывая на ход замещения, Лоран напоминает известную уже нам выходку Велера, писавшего, что уксуснокислый марганец превращается в хлор. [33]
В своей знаменитой книге Химик-скептик Бойль высказал идею, что химическое взаимодействие осуществляется между малыми частицами каждого элемента, частицами, которые он называет корпускулами 3, и что все элементы состоят из таких мельчайших частиц. Химические реакции, по Бойлю, могут быть лучше всего объяснены тем, что материя состоит из атомов и скоплений атомов, [ находящихся в постоянном движении. Реакции происходят, и новые соединения образуются тогда, когда атомы с меньшим сродством замещаются атомами с большим сродством. С этих позиций им правильно объяснялись реакции двойного разложения. [34]
Химические продукты могут образоваться тремя путями: посредством реакции соединения или двойного разложения ( сочетание или замещение по остаткам), или - распадением. Если из данного числа частей происходит меньшее - это соединение, если получается то же самое число частиц - двойное разложение, и, наконец, если из данного числа частиц происходит большее - это распадение или разложение. В минеральной химии продукты могут быть получены этими тремя путями. Есть примеры, что вода образуется и чрез реакцию двойного разложения. Каким же образом происходят углеродисто-водородные соединения. [35]
Тот факт, что реакции окисления-восстановления ионов всегда связаны с изменением валентности, затруднял сначала применение новой концепции в органической химии. Однако, как мы уже видели, Нельсону и Фальку удалось показать на основе теории Томсона, признававшей полный перенос электронов от одного атома к другому при химических реакциях, что реакция ступенчатого окисления углеводородов до углекислоты находится в полном согласии с электронным определением окисления. Но как только было достигнуто это кажущееся согласие, Льюис показал, что в неионных связях полный перенос электронов с одного атома на другой не имеет места. Это заставило химиков пересмотреть свое определение окисления, чтобы решить, только ли в случае полного переноса электрона они имеют дело с реакциями, принципиально отличными от реакций двойного разложения, или же реакции, сопровождающиеся частичным переносом электрона, также составляют некоторый особый, но все же относящийся сюда случай. [36]
При аммиачном способе производства соды используется реакция двойного разложения между аммиаком и слаборастворимым двууглекислым аммонием. Первая операция состоит в поглощении водным раствором поваренной соли ( 300 г / л) аммиака, которое происходит в абсорбере Сольвея. Поглощается в данном случае аммиак, регенерированный из кристаллического осадка двууглекислого натрия в ходе последней операции по производству соды. Вместе с аммиаком выделяются углекислый газ и вода. Далее, углекислый газ, полученный в результате обжига известняка ( СаС03 CaO f С02 - 42 600 кал), подается в абсорбер. Реакция аммиака и углекислого газа ( NH3 - j - C02 1 Н4НСОз) дает двууглекислый аммоний, а реакция двойного разложения последнего с поварешки солью ( NaCl NH4HC03 NH4C1 NaHC03) - двууглекислый натрий. Эта реакция идет в две стадии. При этом хлористый аммоний ( NH4C1) остается в составе раствора. В настоящее время эта операция осуществляется в нескольких колоннах. В колонну, где идет процесс нейтрализации, подается 40 % газа, полученного в извест-ковообжигательной печи, а в осадительную колонну - 65 - 70 % смеси газов, полученных в известковообжига-тельной и содовой печах. [37]
Таким образом, при аммиачном способе получения соды исходными продуктами являются поваренная соль и известняк, а конечными продуктами технологического процесса - кальцинированная сода и хлористый кальций. Аммиак совершает в ходе процесса непрерывный круговорот, и поэтому приходится заботиться лишь о восполнении его потерь в результате испарения. В общем, способ считается рациональным. Однако он имеет и недостатки. Во-первых, при регенерации аммиака в качестве побочного продукта получают хлористый калий. Поскольку в экономическом отношении он малоценен и не имеет широкого применения, пропадает хлор, который входит в его состав. Во-вторых, в отбросы уходит около 30 % соли, не вступившей в реакцию. Дело в том, что двууглекислый аммоний обладает малой растворимостью, а не является вообще нерастворимым. Другими словами, реакция двойного разложения его с солью не является полной. Теоретически при температуре 32 по Цельсию 84 % поваренной соли должны превращаться в двууглекислый натрий. Остальной хлористый натрий уходит в отбросы. Поэтому обычно для получения 1 т кальцинированной соды требуется 1 6 т поваренной соли. [38]
Значительною энергиею в этом отношении обладают калий и натрий. Первый, находится в поташе, второй в соде. Оба они легче воды, мягки, легко изменяются на воздухе. Приводя тот или другой из них в прикосновение с водою при обыкновенной температуре [96], можно прямо получить количество водорода, соответственное количеству взятого металла. На 39 г калия или на 23 г натрия выделяется 1 г водорода, занимающий объем 11 16 л при 0 и 760 мм. Чтобы легко было наблюдать это явление, поступают следующим образом: в сосуд с водою наливают раствор натрия в ртути или так называемую амальгаму натрия, которая, будучи тяжелее воды, тонет на дно, причем содержащийся в ней натрий действует на воду, как сам натрий, выделяя водород. Ртуть здесь не действует, и сколько взяли ее для растворения натрия, столько же и получим в остатке. Водород при этом выделяется мало-по-малу в виде пузырьков, проходящих чрез жидкость. Кроме выделившегося водррода и оставшегося в водном растворе твердого вещества ( его можно получить испарением полученного раствора), никаких других продуктов здесь не получается. Следовательно, из двух тел ( воды и натрия) получается то же самое число новых тел ( водород и растворенное в воде вещество - едкий натр), из чего заключаем, что реакция, происходящая здесь, есть реакция двойного разложения или замещения. [39]