Калоян Манолов - Великие химики. В 2-х т. Т. 2

«Очерки по химической динамике» не сразу были замечены. Но, подобно первой статье Вант-Гоффа о пространственном строении молекул, эта книга постепенно привлекла внимание ученых. Первым оценил ее достоинства Сванте Аррениус. Он опубликовал в журнале «Нордиск реви», выходящем в Упсале, подробную рецензию, в которой подчеркнул исключительное значение этой работки для развития физической химии, ее решающее влияние на развитие ряда основополагающих проблем химии.

Успех Вант-Гоффа принес радость и его близким. Старый Вант-Гофф следил за достижениями сына с особым вниманием. Поклонник Байрона, всегда испытывающий восторг перед творениями гениев, теперь он был уверен, что и его сын когда-нибудь займет место среди них. Поэтому, когда отец Вант-Гоффа из письма Женни узнал, что в Швеции высоко оценили научный труд его сына, он немедленно написал ему:

«Твой успех — гордость, прежде всего для тебя. Но ты должен знать, что для меня он важнее, ибо я могу посмотреть на вещи со стороны и беспристрастно оценить их, хотя и для меня это довольно трудно. Очень сожалею, что не владею шведским языком и не могу прочесть полный текст рецензии. Того, что сообщила мне Женни, для меня недостаточно. Хотелось бы знать больше. Прошу тебя, Генри, позаботься о том, чтобы сделать для меня голландский перевод».

Вант-Гофф показал письмо жене.

— Что ты скажешь, Женни? Не могла бы ты выполнить просьбу отца?

— Попробую. Только мне, разумеется, нужен словарь.

На следующий день Вант-Гофф явился домой с толстым шведским словарем. Как обычно, он углубился в работу, усевшись перед камином, а Женни открыла рецензию и начала перевод. Она отличалась исключительными способностями к языкам и за несколько вечеров сделала превосходный перевод, который доставил огромную радость старому Вант-Гоффу.

Однако выход в свет книги не означал, что исследования скоростей реакций и химического равновесия закончены. Теперь уже не факты нужны были для обоснования теории, а напротив, с помощью теории нужно было объяснить конкретные случаи. Вант-Гофф применил новую теорию и к стереохимической гипотезе, принесшей ему как теоретику первый большой успех. Когда младший брат Вант-Гоффа закончил свое образование и пришел в его лабораторию, чтобы начать работу над диссертацией, Вант-Гофф снова вернулся к стереохимической гипотезе, несмотря на то что все его сотрудники в это время были заняты исследованиями по химической кинетике.

Когда статья Ле Беля [306]и моя статья обсуждались на заседании Парижского химического общества, — начал Вант-Гофф, — Бертло сделал ряд замечаний, которые свидетельствуют о несовершенстве нашей теории. Действительно, эти замечания очень интересны. Хотя мы с Ле Белем абсолютно независимо друг от друга пришли к одинаковым выводам [307], мы оба упустили из виду четвертый тип винной кислоты, открытой еще Пастером, — мезовинную кислоту. Подобно рацемической смеси, она тоже оптически неактивна, но в отличие от рацемической смеси мезовинную кислоту ни при каких условиях нельзя разделить на оптические антиподы. Это показывает, что ее молекула обладает особым строением, обусловливающим оптическую неактивность.

— Но все вопросы, связанные с винной кислотой, уже выяснены, — возразил Вант-Гоффу брат. — Установлено, что оба асимметрических углеродных атома имеют противоположное пространственное строение: один — левое, другой — правое, вследствие чего молекула неактивна.

— И все же теория становится теорией только тогда, когда все ее предвидения могут подтвердиться опытом. Ты займешься этой задачей. Для начала возьмем яблочную кислоту. Согласно теории, для этой кислоты возможны такие изомеры. — Вант-Гофф набросал формулы на листе бумаги. — Наша задача — синтезировать их.

Задача была нелегкой и требовала большого искусства от экспериментаторов. Вант-Гофф с исключительным упорством совершенствовал свое мастерство экспериментатора. Он добивался цели с помощью остроумно и всегда просто поставленных опытов. Ученый почти всегда мог заранее определить, получится опыт или нет, и в случае неудачи тут же предлагал новый вариант.

Исследования, которыми занимался младший брат, шли точно по плану. В конце 1885 года он защитил докторскую диссертацию, а вскоре опубликовал материал своих исследований в статье, носящей название «Вклад в ознакомление с яблочной кислотой».

В это время Вант-Гофф и его сотрудники обратились к другой группе явлений, которые стали предметом широких теоретических и экспериментальных исследований. Вант-Гофф заинтересовался законами Пфеффера об осмотическом давлении и работами Рауля, изучавшего свойства разбавленных растворов.

Явление осмоса было открыто в 1748 году французом Жаном Антуаном Нолле [308]. Он затянул пленкой из свиного мочевого пузыря цилиндр, наполненный спиртом, и поставил его в большой сосуд с водной. Через некоторое время пленка вздулась, так как в цилиндре давление повысилось; когда же пленку прокололи иглой, спирт начал выливаться из цилиндра сильной струей. Позже было установлено, что подобный эффект наблюдается у растительных и животных клеток, которые играют роль полупроницаемой перегородки. Совершенно естественно, что профессор физиологии. Пфеффер поставил задачу определить точные значения осмотического давления. Для исследований он использовал однопроцентный раствор сахара и получил неожиданно высокие результаты.

Вант-Гофф не собирался повторять опыты Пфеффера. Как следовало из статей этого ученого, эксперименты проводились им с большой точностью, и определение высоты водяного столба в сконструированном Пфеффером осмометре не вызывало сомнения. Но разве можно было принять объяснение Нолле, утверждавшего, что давление создается лишь водой, так как перегородка пропускает молекулы воды, но не пропускает молекулы спирта? Аналогичным было объяснение и в отношении раствора сахара. Много вечеров просидел Вант-Гофф в своем кресле у камина, а тетрадь его все оставалась чистой. Он пытался найти теоретическое объяснение и выразить его математической зависимостью.

«Почему бы не представить систему в осмометре «вода — полупроницаемая перегородка — раствор» в виде цилиндра с поршнем? Раствор находится на дне цилиндра, поршень представляет собой перегородку, а над ним — вода. Это же основной метод термодинамики. Принципы газовой термодинамики применимы также к свойствам разбавленных растворов».

Вант-Гофф нарисовал цилиндр с поршнем, в пространстве под поршнем он написал «Раствор», а над поршнем — «Вода». Стрелки, направленные из раствора к воде, показывали, что в растворе существует давление, которое стремится поднять поршень вверх.