Сухі рідини
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
У 1908 році англійський хімік Бейкер запаяв в скляну трубку деяку кількість азотистого ангідриду з невеликою надбавкою п’ятиокису фосфору – речовини, що жадібно поглинає воду. Ця ампула пролежала, забута, п’ять років, а коли її розкрили, то, на подив вченого, звичайний і добре вивчений ангідрид, який завжди «покірно» кипів при температурі + 3,5°, раптом «збунтувався» і закипів тільки тоді, коли його нагріли до 43°. Ця обставина схвилювала хіміків неспроста; справа в тому, що точка кипіння речовини – величина постійна, так звана фізична константа. Це одна з головних ознак самої речовини. Так, якщо хімік, переганяючи яке-небудь з’єднання, побачить, що воно кипить при нормальному атмосферному тиску при 110,8, то він впевнено може вважати, що у нього в колбі знаходиться толуол.
І ось виявилося, що ці постійні зовсім не постійні. Захиталася одна з основ науки. Після 1-ї світової війни досліди були продовжені. Зазнали випробування різні рідини. Вони ретельно очищалися та ізолювались від сторонніх впливів.
Результати перевершили найсміливіші очікування. Бензол, який кипить при температурі 80°, закипів тільки при 106°, діетиловий ефір – при 83° замість 35°, бром почав переганятися при 118° замість 59°, ртуть закипіла при 459° замість 357 ° і т. д. «Ефект висушування» продовжував ставити вченим загадки.
З’ясувалося, що надчисті речовини змінюють також і температуру плавлення. Крім того, будь-якому школяреві відомо, що температура кипіння залишається строго однаковою до тих пір, поки залишається хоч крапля речовини. Але зневоднені рідини вели себе інакше. У них температура піднімалася під час кипіння.
Винуватицю цих змін вдалося встановити швидко, нею виявилася незначна домішка звичайної води. (У першому, «незапланованому», досліді Бейкера воду «з’їв» п’ятиокис фосфору.) Тільки після успіхів молекулярної і атомної хімії вдалося відповісти на питання: чому саме вода робить такий вплив на інші рідини?
Секрет полягає у високій діелектричній постійній води. (Діелектричною постійною називають величину, яка показує, у скільки разів послаблюється електрична взаємодія в даному середовищі в порівнянні з порожнечею.) Молекули води, «вклинюючись» між молекулами іншої речовини, послаблюють взаємодію між ними. Але все ж залишається загадкою, яким чином одній молекулі води вдається «впоратися» з 100-200 молекулами, скажімо, того ж бензолу. Є й інші неясності, на які поки хімія відповіді дати не може.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.