ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Что такое чистое вещество из "Чистота вещества" Этот вопрос задавали себе люди с незапамятных времен. В каждую эпоху ставился он, конечно, по-своему, в характерной для нее форме. [c.5] В наше время проблема чистого вещества приняла небывалую остроту, возросла до уровня одной из важнейших. Она неотвратимо встала перед химической наукой и технологией, физикой твердого тела и металлургией, наложила свой отпечаток на физику и электронику, кибернетику и автоматику, биологию и медицину, на ядерную физику и радиохимию, оптику и пьезоте снику, атомную, ракетную и радарную технику. На международных и национальных научных форумах вопросам получения, применения и анализа веществ особой чистоты посвящают свою работу специальные секции. [c.5] Пароль чистота распахивает перед материалами двери в высшие сферы техники и научного эксперимента. Теперь не нуждается в доказательствах положение, что физический, химический, биологический эксперименты должны проводиться на объектах достаточной для данной цели чистоты с контролируемым составом примесей, нередко исчезающе малых. Пренебрежение этим условием обычно приводит к ложным выводам. Поэтому развитие методов получения и контроля чистых веществ приобрело для естественных наук жизненно важное значение. [c.5] Не боясь преувеличений, можно сказать человечество приближается к веку сверхчистых материалов. Это подтверждается многими фактами и прежде всего общей тенденцией научно-технического развития. Растет число отраслей промышленности, где чистота исходных материалов, деталей оборудования и окружающей среды определяет возможность протекания производственных процессов. Все более очевидно влияние чистоты на эффективность и производительность процессов, на качество продукции. [c.5] Накапливаются и доказательства общего, по-видимому, положения истинные свойства вещества могут быть установлены лишь после того, как оно получено в предельно чистом виде. По мере углубления очистки количественные изменения свойств на каких-то границах переходят в качественные, возникающие обычно скачкообразно. Эти границы индивидуальны для разных веществ и для различных примесей и форм нх присутствия. Наука и техника, продвигаясь вперед, все более отдаляют достигнутые рубежи чистоты, и, принципиально говоря, подлинные свойства веществ (как и точность средств их измерения) нельзя считать до конца познанными ни теперь, ни в предвидимом будущем. [c.6] Еще далеким пращурам органы чувств доставляли информацию о неоднородности материального мира, его многообразии и изменчивости. С развитием научных средств познания эта картина постепенно усложнялась, заполнялась все более четкими деталями, углублялась перспектива. И главное — человек из пассивного зрителя превращался в творца этой картины. [c.6] В этом плане типичен следующий пример. С давних пор человек стремился управлять процессом брожения виноградного сока. Наверное, прошло немало столетий, пока он научился направлять процесс таким образом, чтобы спирта получать больше, а кислот меньше. Стремясь же превратить вино в уксус, человек добивался обратного результата. Одновременно он должен был подавлять конечные этапы брожения, которые ведут к распаду уксусной кислоты на углекислый газ и воду. [c.6] Сущность и механизм этих устоявшихся эмпирических процессов осветило научное познание. Оно же легло в основу последовательного совершенствования реакций брожения, направленного к наибольшему выходу строго индивидуальных продуктов. Наконец, на современной стадии развития наука и технология отходят от микробиологического принципа получения спирта и уксусной кислоты. Найдены и совершенствуются более эффективные способы их получения путем химического синтеза. Синтез дает чистые, концентрированные, дешевые продукты и в большем количестве. [c.6] Окружающий нас материальный мир и отдаленно не напоминает подземные сокровищницы из приключенческих повестей, где драгоценности хранятся за тяжелыми дверями в непроницаемо изолированных камерах. В одних хранилищах сверкают одни лишь алмазы, в других собраны рубины и сапфиры, в третьих и четвертых — изделия и слитки из платины, золота, серебра и т. д. Еще меньше общего у природы с магазином химических реактивов... [c.6] Таков закон материалистической диалектики, и свое конкретное выражение он находит в фундаментальных естественно-научных закономерностях, имеющих вероятностный характер. [c.7] Почему в природе отсутствует строгая однородность состава тел И случайная ли это игра природы, или мы сталкиваемся тут со всеобъемлющей закономерностью Весь человеческий опыт свидетельствует, что безусловно верно второе. Первопричина этой закономерности в том, что хаотичность, неупорядоченность движения и распределения частиц более вероятна, чем упорядоченность. [c.7] Суть дела в том, что мы всегда оперируем громадными коллективами частиц (макросистемами), даже если имеем дело с микроскопически малыми телами. В больших же скоплениях молекул самопроизвольные процессы легче всего, потому и вероятнее всего ведут к идеальному беспорядку. Хаотичность движения частиц — будь то газ, жидкость или твердое тело — совпадает с состоянием термодинамического равновесия это один из основных законов природы. [c.7] Беспорядок довлеет над порядком, полностью, однако, его не подавляя, ибо материальному миру присуща извечная борьба между противоположными тенденциями к порядку и беспорядку. Носителями микроскопической упорядоченности выступают силы, направленные к энергетически наиболее устойчивому состоянию частиц (атомы и молекулы в кристалле, электроны в атоме), а беспорядок является следствием их теплового движения. Воздействие окружающей среды на любую систему молекул имеет случайный, бесконтрольный, меняющийся во времени характер именно вследствие хаотичности и беспорядочности молекулярного движения. [c.7] Невозможность существования природных тел совершенной чистоты — даже в такой условной ее степени, какая доступна была технике очистки в начале текущего века,— факт того же порядка, что и невозможность создания двигателя, работающего за счет охлаждения внешней среды. Случись такое, оно означало бы количественный переход от более вероятного состояния к менее вероятному, на что и теория (второе начало термодинамики) и практика налагают запрет. [c.7] Попутно отметим, что далеко не всегда имеется прямая зависимость между распространенностью элемента в земной коре и наличием его крупных скоплений. Существуют отнюдь не редкие на Земле элементы, но рассеянные в силу их геохимического прошлого в лито-, гидро- или атмосфере. Бывает и так, что значительные скопления элемента хоть и существуют, но в такой химической связи с другими элементами, что экономичная р аз-работка этих месторождений практически неосуществима на достигнутом уровне техники. Скажем, алюминия в земной коре в 20 раз больше, чем углерода, а залежи алюминиевой руды — боксита встречаются значительно реже, чем отложения каменного угля. Использование же алюмосиликатов (пока что только нефелина) лишь начинается. Свинец, цинк и медь образуют рудные концентрации чаще, чем более распространенные элементы вана дий, никель, цирконий и стронций. [c.8] Прежде всего напомним мономинеральные отложения настолько редки, что мы вправе рассматривать их как исключения из общего правила — точнее сказать, как локальные флуктуации в общей картине неупорядоченности минеральных тел. Их возникновение обусловлено воздействием ряда внутренних и внешних по отношению к Земле сил и условий, которые обеспечивали дробное, по фракциям, выделение минералов и препятствовали их сочетанию. [c.8] Наконец, мономинеральные отложения чисты лишь весьма относительно даже в редкостных идеальных образцах. [c.8] В своем обращении с природными материалами человек сознательно или чаще безотчетно руководствуется древнеримским девизом разделяй и властвуй . С его конкретными проявлениями нам доведется встречаться на многих страницах этой книги. В этом действии ключ преобразовательной миссии человека в природе. Он разделяет, чтобы познать и использовать продукты разделения, овладеть тайнами и богатствами природы. [c.9] Здесь мы вплотную подошли к широкому обобщению, сформулированному еще в начале века выдающимся русским географом академиком А. И, Воейковым. Он писал Человек борется с природой, оказывает на нее воздействие, побеждает ее там, где ему возможно разделять явления, действовать на небольшие из них, не давая им соединиться между собой . В самом деле, в процессах разделения, концентрирования и очистки веществ мы вправе усматривать частный случай, некую филигранную деталь во всеобщей картине активных воздействий человека на природу. [c.9] где это только возможно, люди выделяют из горных пород и почвы, воды и воздуха, растительного покрова и фауны полезные компоненты и виды, разделяют и облагораживают их. И в то же время подавляют и отделяют балластные и вредоносные вещества, которые в изолированном виде гакже могут оказаться полезными. На каждом шагу мы сталкиваемся с тем, что окружающие нас материалы сложного состава совсем или почти совсем не находят применения в сыром, необработанном виде. Зато ценны их составные части, взятые порознь. [c.9] Вернуться к основной статье