На границе 19-го и 20-го столетий существенный вклад в развитие коллоидной науки внесли исследования Г.О. Шульце, который в 1882 г. сформулировал правило электролитной коагуляции лиозолей. В 1990 г. это правило было подтверждено У. Гарди, предпринявшим систематические исследования коагуляции. Поэтому правило валентности электролитной коагуляции обычно называют правилом Шулце-Гарди. В 1892 г. С. Линдер и Г. Пиктон вернулись к опытам Ф. Рейса и подробно исследовали явление электрофореза. Они установили, что частички твердой фазы в лиозолях несут электрический заряд, чем и объясняется их направленное движение.
В истории коллоидной науки девятнадцатый век можно считать периодом накопления экспериментальных результатов и качественного их обобщения. Наиболее крупные исследования были осуществлены в начале 20-го столетия. В 1903 г. русский химик-ботаник М.С. Цвет открыл явление хроматографии, в 1906 г. он провел большую серию работ по хроматографическому анализу. Полностью открытие М.С. Цвета было оценено только через 30 лет.
В 1903 г. был изобретен прибор – щелевой ультрамикроскоп, который позволил непосредственно наблюдать за поведением частиц в лиозолях и установить, что частицы имеют размер, зависящий от метода получения системы. Этот прибор создал профессор Геттингентского университета Р.А. Зигмонди. Начиная с 1898 г. Р. Зигмонди разрабатывал методики получения золей и их ультрафильтрации. Созданный им в 1903 г. щелевой ультрамикроскоп был основан на явлении светорассеяния (конус Тиндаля).
Этот прибор не позволял увидеть непосредственно сами частицы, но можно было наблюдать за их перемещением. Усовершенствуя ультрамикроскоп, в 1913 г. Зигмонди создал конструкцию иммерсионного ультрамикроскопа и предложил классификацию коллоидных частиц по их видимости в ультрамикроскопе и по взаимодействию со средой. Зигмонди установил микрогетерогенную природу коллоидных систем, исследовал свойства коллоидных систем и их коагуляцию. В 1911 г. он выдвинул теорию капиллярной конденсации в порах адсорбентов, изучал строение гелей, изобрел мембранный (1918 г.) и сверхтонкий (1922 г.) фильтры. В 1912 г. Зигмонди написал первую монографию «Коллоидная химия». За совокупность работ в 1925 г. он был удостоен Нобелевской премии.
Создание ультрамикроскопа положило начало разработке специальных коллоидно-химических методов исследования, позволивших совершить научную революцию не только в коллоидной науке, но и в смежных областях познания природы.
Шведский физик-химик Теодор Сведберг, профессор Упсальского университета, используя ультрамикроскоп и разработанный оригинальный метод электроконденсационного получения золей, провел широкое исследование коллоидных систем с целью определения размеров и формы частиц и макромолекул, изучал электрофорез в золях. В 1907 г. экспериментально подтвердил разработанную А. Эйнштейном и М. Смолуховским теорию броуновского движения. В том же году доказал реальность существования молекул. В 1919 г. создал метод ультрацентрифугирования для выделения коллоидных частиц из лиозолей, тем самым реализовал идею по использованию центрифуги для исследования коллоидных систем, высказанную А.В. Думанским в 1907 г. В 1923 г. Сведберг построил первую скоростную ультрацентрифугу, с помощью которой определил молекулярную массу ряда естественных полимеров и разработал теорию ультрацентрифугирования. За комплекс работ по изучению дисперсных систем и растворов полимеров Т. Сведберг в 1926 г. был удостоен Нобелевской премии.
В период с 1903 по 1913 годы профессор Парижского университета Жан Батист Перрен проводил исследования коллоидных систем, в результате которых создал прибор для изучения электроосмоса, открыл диффузионно-седиментационное равновесие и на основании результатов изучения этого равновесия и исследований броуновского движения с помощью ультрамикроскопа провел расчет размеров атома и определил значение числа Авогадро. Установил бимолекулярную структуру тонких мыльных пленок. В 1926 г. Перрен был удостоен Нобелевской премии.
В 1917 г. профессор Московского университета, ставший затем заведующим кафедрой коллоидной химии Московского химико-технологического института им. Д.И. Менделеева, Н.П. Песков развил представления об устойчивости дисперсных систем и нарушении стабильности в присутствии электролитов. Он развил представления об агрегативной и кинетической устойчивости лиозолей, открыл явление барофореза (в 1923 г.) и вынужденного синерезиса в студнях (1924 г.). В 1934 г. издал учебник «Физико-химические основы коллоидной науки», а в 1932 г. во внутривузовском издании «Коллоидная химия (изд. МХТИ им. Д. И. Менделеева. - М.: 1932 г.) впервые провел философский анализ развития коллоидной науки, в котором подверг жесточайшей критике формалистский подход к изучению коллоидных систем, развивавшийся в работах В. Оствальда, в основе которого лежал принцип описания золей на основании единственного признака - размера частиц. Н.П. Песков показал, что следует учитывать не только размер частиц, но и взаимодействие поверхности частиц со средой, указывал на тот факт, что молекулы поверхностного слоя принадлежат одновременно обеим соприкасающимся фазам, тем самым определял особую важность поверхностных явлений в существовании коллоидных систем. Идеи Н.П. Пескова по устойчивости коллоидных систем получили всеобщее признание и сейчас именно проблема устойчивости является центральной в коллоидной науке при изучении дисперсных систем.
Перейти на страницу:
1 2 3 