Емблема кафедри ФХОТМ.Перехід на головну сторінку

Кафедра фізико-хімічних основ технології металів

Вступ (абітурієнтам) Новини Корисні посилання Контакти
Історія кафедри

Народжений спектром

Cs

Історія - "розбірлива наречена": домогтися її прихильності - потрапити на найпочесніші сторінки - вдається далеко не кожному. У світі хімічних елементів (як, мабуть, і в житті) такої честі удостоюються лише ті щасливці, які зуміли в чому-небудь перевершити або випередити конкурентів. Що ж, в цьому є своя логіка. Хіба не має права розраховувати на особливе місце в історії, наприклад, технецій - перший штучно створений елемент, або гелій - єдиний мешканець періодичної таблиці, спочатку виявлений на Сонці, а вже потім знайдений на Землі?

До числа улюбленців долі з повною підставою можна віднести цезій, який блакитними літерами вписав своє ім'я в історію спектрального аналізу. Втім, істина вимагає точності: вписав не цезій, а німецькі вчені Роберт Бунзен і Густав Кірхгоф. Що ж стосується кольору літер, то вони неспроста названі блакитними.

На початку 50-х років XIX століття професор хімії Гейдельберзького університету Р. Бунзен звернув увагу на незначне, здавалося б, для науки явище: якщо в полум'я газового пальника вводилися солі металів, воно забарвлювалося в різні кольори. Можливо, ця обставина була помічена ким-небудь і раніше, але тільки Бунзен зацікавився ним всерйоз. Вчений підносив до пальника крупиці різних речовин і всякий раз язичок полум'я, немов хамелеон, міняв своє забарвлення, стаючи то жовтим, то фіолетовим, то рожевим. У цих експериментах чітко виявлялися дві закономірності: по-перше, кожен з "піддослідних" металів надавав полум'ю певний колір, а по-друге, цей колір не залежав від того, в якому вигляді метал "засуджувався до спалення". Так, всі з'єднання барію робили полум'я зеленуватим, а кальцій, потрапляючи у вогонь, змушував його червоніти як би в помсту за свої муки.

Напрошувалася думка: чи не можна скористатися поміченими закономірностями для того щоб просто і швидко встановлювати, які елементи присутні в досліджуваній речовині? Таке відкриття означало б воістину революційний переворот в хімічному аналізі. На жаль, привабливу на перший погляд ідею важко було втілити в життя. Справа в тому, що будь-яка речовина містить, як правило, кілька компонентів, не кажучи вже про домішки, які зазвичай не бажають залишатися непоміченими. І ось, коли вся ця "компанія" виявляється у вогні, спробуй розрізнити в "хорі" квітів окремі голоси: яскраво-жовтий "бас" натрію, наприклад, без особливих труднощів "заб'є" досить слабенький рожево-ліловий "тенорок" калію. Один колір змішується з іншим, відтінки і півтони губляться на тлі більш соковитих фарб - в таких умовах не доводиться розраховувати на успішний аналіз.

Так що ж: ідея, ледве встигнувши з'явитися на світ, повинна була безславно канути в Лету? У казках в безвихідних ситуаціях зазвичай з'являється добрий принц - події набирають потрібний оборот і неминуче настає щасливий кінець. Щось подібне сталося і в стінах Гейдельберзького університету: в ролі принца виступив друг і колега Р. Бунзена професор фізики Г. Кірхгоф, який вже був відомий своїми роботами, зокрема в області оптики. У той період Кірхгофа найбільше цікавило вивчення спектрів розпечених твердих і рідких тіл. Саме він і зумів оживити ідею Бунзена, запропонувавши розглядати не саме полум'я пальника, а його спектр, оскільки в ньому всі кольори і відтінки видно набагато чіткіше. З двох підзорних труб, скляної призми і ящика з-під сигар Кирхгоф спорудив спектроскоп - прилад, який дозволяв як би розкладати полум'я на складові частини. Якщо раніше інформація про полум'я сприймалася неозброєним оком вченого, то тепер промінь світла від пальника проходив через кілька лінз і призму, перетворюючись в барвисту смужку з численними вертикальними лініями.

Коли Бунзен помістив в полум'я кристалик кухонної солі, Кірхгоф, який дивився в прилад, побачив на тлі чорної смуги дві яскраві жовті лінії. Були "віддані вогню" й інші сполуки натрію - сода, селітра, сірчанокислий натрій, але завжди в одному і тому ж місці спектра виникала нерозлучна яскраво-жовта пара. Сумнівів не було: це така "візитна картка" натрію. Інший метал "малював" лінії іншого кольору, в іншому місці спектра.

Дні складалися в тижні, тижні - в місяці. Поступово вогонь, призму та підзорні труби пройшли сотні різних речовин, і вчені вже були переконані в тому, що кожному елементу притаманні свої спектральні лінії, за якими його завжди можна знайти, як злочинця за відбитками пальців. Від погляду вченого, озброєного спектроскопом, не могли вислизнути самі крихітні домішки будь-якого елементу. Чарівне око приладу здатне було помітити в речовині той чи інший компонент, навіть якщо його кількість вимірювалося мільйонними частками міліграма.

Бунзен і Кірхгоф ретельно вивчили спектри всіх відомих на той час науці хімічних елементів і кожному з них дали точну спектральну характеристику. Це ознаменувало народження нового методу аналізу - спектрального. За допомогою даного методу можна було не тільки виявити елемент, але і визначити за інтенсивністю ліній його вміст. Однак можливості спектрального аналізу цим не вичерпувалися.

Одного разу, а точніше в 1860 році, в лабораторію Бунзена прийшла посилка з мінеральною водою із знаменитих Шварцвальдських джерел. Лікарі, які надіслали воду, просили з'ясувати її склад: їм хотілося дізнатися, яким елементам вона зобов'язана своїми цілющими властивостями. Чому не задовольнити їхню цікавість? Бунзен випарив воду, отримав згущений розчин і вніс краплю його в полум'я газового пальника. Дивлячись в окуляр спектроскопа, він досвідченим оком помітив лінії натрію, калію, кальцію, стронцію, літію ...

Але що це за дві блакитні незнайомки? Стронцій? Ні, він сигналізує про себе однією лінією. Знову і знову вчений розглядає спектр і порівнює його з відомими еталонами, але серед них немає нічого схожого. У цьому ж переконується і Кирхгоф. Значить, відкрито новий хімічний елемент, а називатися він буде цезієм: адже в перекладі з латинської це - "небесно-блакитний".

Отже, цезій став першим елементом, відкритим не хімічним шляхом, як десятки його старших "братів" і "сестер", а методом спектрального аналізу. Пройдуть роки, райдужні картини спектроскопа познайомлять науку з рубідієм, талієм, індієм, галієм, самарієм, але пальма першості серед "народжених спектром" завжди буде належати цезію.

(За матеріалами книги С. І. Венецького "Розповіді про метали" та Вікіпедії)

Співробітники
Освітні програми
Дисципліни
Студентам
Викладачам
Наукова робота та зв'язки
Матеріально-технічне забезпечення
Видання кафедри
Здобутки
Випускники
Фотогалерея
Мультимедіа
Народна творчість
Студентський пульс
Публічна інформація
Вхід в систему:
Логін:
Пароль:

Новий користувач
Забули пароль ?
Зробити стартовою
Додати в вибране

Статистика:
Гостей: 3
Користувачів: 0
Зареєстровано: 1900
     Зараз на сайті користувачів немає                    Найкращі користувачі сайту: Joy (190) , jacknow (15) , KIRAsub (19) , Williamincen (21) , meredithre16 (0) , Daviddanid (149) , WalterWrapy (185) , oscarvg3 (166) , RamaskiLep (115) , ShawnGlami (97)                     Відмічають день народження: taraxt16 taraxt16 (taraxt16) , Lilycix Lilycix (Lilycix) , marleneug2 marleneug2 (marleneug2) , RichardGOP RichardGOP (RichardGOP) , KYEdwin KYEdwin (KYEdwin)
Лічильник відвідувань сайту
з 5.02.2006 року
Copyright © 2005-2021 Кафедра ФХОТМ, ІФФ, КПІ ім. Ігоря Сікорського, Київ
Designed by S. Rybak
Edited and supported by Y. Antonevich