ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основы физико-химического анализа из "Кинотехнический метод физико-химического анализа" Физико-химический анализ является достижений химической науки последнего времени, но его методы в отдельных случаях находили применение даже в глубокой древности. Первое известное нам приложение одного из таких методов было сделано еще Архимедом, который, пользуясь линейной зависимостью удельного веса сплавов золота с серебром от их весового соотношения, определил состав царской короны. [c.7] Ломоносов, опередивший развитие науки более чем на 100 лет, еще в 1752 г. в своем Курсе истинной физической химии , предвидя развитие физико-химического анализа, писал, что следует наблюдать, сколько и в какую сторону изменилось каждое свойство при изменении известной составной части, чтобы из сопоставления того и другого можно было выяснить природу их . [c.7] Современный период развития физико-химического анализа начинается с классических трудов Д. И. Менделеева, который обработал и теоретически обобщил огромный экспериментальный материал по образованию химических соединений в растворах. [c.7] Исследуя зависимость удельного веса п других свойств водных растворов от их состава, Д. И. Менделеев обйаружил на физико-химических диаграммах особые точки и связал их наличие с образованием гидратов [2]. Гидратная теория растворов Д. И. Менделеева, в несколько измененном виде, играет большую роль и в настоящее время. [c.8] Появившиеся в 1873—1878 гг. работы В. Гиббса [3] сыграли большую роль в развитии современного физико-химического анализа. Эти работы были посвящены приложению термодинамики к явлениям химического равновесия. [c.8] Таким образом, в науке появились новые понятия фаз и компонентов, которые оказали весьма плодотворное влияние на изучение равновесных химических систем. Эти понятия внесли простоту и единство в сложную область химических превращений и послужили основанием для рациональной классификации равновесных систем. Кроме того, они дали возможность наглядного изображения таких химических превращений и их зависимости от внешних факторов. [c.8] В общем случае и-компонентной системы число степеней свободы можно определить из разности между максимально возможным числом фаз п -Ь 2 в нонвариантном равновесии и действительным числом г присутствующих фаз. [c.8] Кроме того, в зависимости от числа степеней свободы и числа входящих в систему компонентов, возможно следующее деление на большие группы. По числу компонентов химические системы делятся на простые (унарные), двойные, тройные и т. д. По числу степеней свободы различают равновесия при Р = 0 нонвариантные (кратные точки), при Р = мо-новариантные (линии), при Р = 2 дивариантные (поверхности) и т. д. [c.8] Идеи Гиббса каза.чпсь современникам настолько отвлеченными, что долгое время оставались совершенно непонятными. Лишь в результате последующего развития науки на ряде экспериментальных фактов было выяснено значение правила фаз и работа Гиббса привлекла интерес химиков. [c.8] Наряду с большим теоретическим значением исследования равновесных систем быстро развивающаяся промышленность заставила обратить серьезное внимание широких технических и нсследовательских кругов на сплавы, шлаки, силикаты, соляные растворы и другие вещества, которые имеют важное практическое значение, но почти не поддаются изучению обычными химическими методами. [c.9] В результате такого сочетания теоретических и прикладных проблем наблюдается повышенный интерес ученых и инженеров к изучению различных равновесных систем более или менее сложного состава. [c.9] В этом отношении чрезвычайно плодотворным оказалось исследование термических свойств химических систем. В результате большой проделанной работы была выработана специальная методика термических и микроскопических наблюдений, послуживших основанием современной металлографии. [c.9] Особенно большие успехи в области термических исследований наблюдаются после того, как в 1887 г. ле-Шателье [4] предложил применение термоэлектрического пирометра, при помощи которого стало возможным измерение высоких температур. Несколько позднее появился очень удобный для работы самопишущий пирометр Н. С. Курнакова, который дает возможность измерять высокие температуры с достаточной точностью. С применением этого прибора оказалось возможным исследование химических равновесий при высоких температурах, что позволило подробно изучить термические явления и установить ряд новых, до того времени не известных закономерностей. [c.9] Накопившийся обширный экспериментальный материал в этой области исследований, главным образом в результате работ ле-Шателье, Шарпи, Розеоома, Вант-Гоффа, И. Ф. Шредера, Г. А. Таммана, Н. С. Курнакова и его школы, а также других ученых, послужил фундаментом для создания нового метода, основанного на изучении термических свойств равновесных систем. По предложению Таммана [5] этот метод получил название термического анализа. [c.9] Работы по термическому анализу, в ранней стадии его развития, были посвящены преимущественно изучению кривых состав — температура плавления . По данным таких измерений строилась так называемая диаграмма плавкости, на оси ординат которой откладывалась температура плавления, а на оси абсцисс — состав. В результате графического изображения такой зависимости на диаграмме плавкости получаются две кривые. Одна из них, линия ликвидуса, отвечает началу, а вторая, линия солидуса. —концу кристаллизации.. [c.9] Дальнейшие, более детальные исследования, главным образом металлических систем, показали, что весьма часто происходят физические и химические процессы не только в жидком, но и в твердом состоянии. Для установления их наличия в дальнейших исследованиях были успешно привлечены другие способы наблюдения — измерение электропроводности, твердости, изучение структуры и т. д. [c.10] Такое подробное исследование различных свойств равновесной системы привело к созданию диаграмм состояния, на которых представлена полная картина всех изменений в состоянии системы, обусловленных вариацией внешних условий. [c.10] Курнакову и его ученикам, называется физико-химическим анализом. [c.10] До появления физико-химического анализа химики изучали только отдельные изолированные друг от друга вещества и их свойства. Существовал обычный так называемый препаративный путь исследования. В отличие от такого старого метода исследования физико-химический анализ дает возможность изучить свойства полной равновесной системы, состоящей из определенного числа компонентов. [c.10] Как показал Н. С. Курнаков [6], эти исследования могут осуществляться благодаря привлечению для данной цели более двадцати различных свойств, используелплх в физикохимическом анализе. [c.10] Вернуться к основной статье