О. ПИСАРЖЕВСКИЙ - Дмитрий Иванович Менделеев

«Газы во всех пропорциях между собою смешиваются лишь потому, что частицы их далеки друг от друга, находятся в быстром поступательном движении».

Не давали большого простора для новых заключений и чисто химические наблюдения над соединениями атомов, образующими твердое тело. «Твердые тела смешивают свои частицы только при том или другом виде большого подобия, особенно при изоморфном сходстве».

Внимание Менделеева своими интересными особенностями, привлекли жидкие растворы, занимающие «середину между газами и твердыми телами».

Это не было новой темой в работах Менделеева. Можно напомнить, что профессорское звание он получил в связи с защитой им диссертации о соединениях спирта с водой. Изменился лишь его подход к исследованию растворов и обновилась целевая установка опытов.

Опыты 1865 года заключались в следующем. В длинную трубку наливалась вода, а поверх нее спирт. Отмечался верхний уровень, которого достигали в трубке две еще не смешавшиеся жидкости. Затем спирт и вода перемешивались. Оказывалось, что уровень получившегося водного спиртового раствора не достигал ранее сделанной отметки. Частицы воды и частицы спирта упаковывались в растворе более плотно, чем когда они существовали порознь. В явлениях капиллярности Менделеев, как мы видели, искал меру взаимного притяжения частиц однородной жидкости. В сжатии растворов он хотел найти меру взаимного притяжения частиц двух разнородных жидкостей. Он считал, и вполне справедливо, что в этом притяжении проявляется некий «зачаток» их химического сродства друг к другу. Иначе говоря, он стремился вывести из своих наблюдений некоторые законы взаимодействия молекул.

Менделеев обнаружил, что наибольшее сжатие растворов спирта в воде при всех температурах приходится на раствор, содержащий около 46% спирта. Удельный вес жидкости при этой концентрации был, следовательно, наибольшим. В этом соотношении, в котором участвовало, кстати сказать, целое число молекул той и другой жидкости, раствор, по мнению Менделеева, ближе всего подходил к химическому соединению.

В дальнейших своих исследованиях Менделеев обратил главное внимание на то, что при самом плавном, постепенном изменении состава раствора совсем не так плавно и постепенно изменяются его свойства. Менделеев наблюдал, что при некоторых определенных концентрациях, составляющих раствор веществ, свойства раствора вдруг меняются резким скачком (он изучал, главным образом, изменения удельного веса растворов и их объема). Он строил для наглядности диаграммы этих изменений, так называемые диаграммы «состав-свойства». На одной оси такой диаграммы откладываются постепенно возрастающие концентрации одного из компонентов-составных частей- раствора. На другой оси – величины, характеризующие то или иное изучаемое свойство раствора. Точки, образующиеся на пересечении этих осей, как это делается на любой другой диаграмме, соединяются, причем получается так называемая «кривая», иллюстрирующая зависимость измеряемых величин друг от друга. Менделеев показал, что вначале плавная кривая на его диаграммах неизменно, время от времени (по-разному для разных веществ), переламывалась. Это свидетельствовало о том, что при определенной концентрации раствора его плотность достигала наибольшей величины (точка перелома кривой), затем снова плавно убывала. Это было очень интересное наблюдение. И Менделеев его весьма своеобразно и проницательно истолковал. Менделеевские взгляды на растворы-это еще один пример его стихийно-диалектического подхода к объяснению физико-химических явлений.

«Растворы управляются, – писал Менделеев,- обычными законами химического воздействия… в них сокрыты те же определенные соединения, которыми так сильна химия… здесь, несмотря на кажущуюся последовательность изменения свойств, существуют свои скачки, свои разрывы сплошности».

Возникновение этих «скачков», этих «разрывов сплошности» Менделеев проследил на громадном материале. Он, прежде всего, привел в сравнимый вид данные, полученные по заинтересовавшему его вопросу всеми другими исследователями на протяжении целого столетия. Для этого нужно было проверить все удельные веса и привести их к взвешиванию в пустоте и отнести к воде при наибольшей плотности. Это был огромный вычислительный труд.

Кроме того, работа заключала в себе обширную и весьма оригинальную экспериментальную часть. В своем труде «Исследование водных растворов по удельному весу» Менделеев рассмотрел 283 химических вещества в водных растворах, и все это при различных концентрациях и температурах!