Жизнь замечательных устройств - читать онлайн книгу. Автор: Аркадий Курамшин cтр.№ 40

В наши дни, отправляя статью, описывающую синтез нового соединения, в научный журнал, мы уже не приводим значения плотности паров, появились другие, более точные методы установления состава и строения вещества. Однако относительная или абсолютная плотность паров встречается в заданиях химических олимпиад школьников, и, пользуясь этой величиной, участники конкурсов de facto делают то, что когда-то делали Канниццаро и Мейер — определяют молекулярную массу неизвестного (в смысле зашифрованного в условии задачи) вещества, правда, школьникам не приходится находить эти параметры экспериментально.

За работой большинства химических устройств наблюдать не очень увлекательно. Холодильник Либиха конденсирует пары, и процесс конденсации нельзя назвать интересным и занимательным (главное помнить, что при очистке жидкости с помощью перегонки, для которой и нужен холодильник, в приёмник должно капать 1–2 капли в секунду).

Еще менее увлекательно отсоединение холодильника от водных коммуникаций. Один раз во время попытки освободить холодильник от присохших шлангов, я не рассчитал силу и получил сомнительную возможность наблюдать расширившиеся от непонимания глаза врачей, зашивавших меня в неотложной хирургии, которые пытались осмыслить мой ответ на вопрос: «Где же Вам так не повезло порезаться?». Потеряв к тому времени пару стаканов крови, я не был готов строить ответы, используя в речи завязку, кульминацию и развязку, и ответил просто: «Порезался холодильником». По глазам эскулапов, я, правда, быстро понял, что они уже вычисляют степень опасности обычно расположенного на кухне белого шкафа с морозом и продуктами внутри, и конкретизировал: «Холодильником Либиха», что, впрочем, не добавило людям в белых халатах понимания причин моей резаной травмы. Вот и пришлось коротать время, под наложение швов, освежая в памяти штопающих меня людей забытые после мединститута основы техники лабораторных работ и техники безопасности в химической лаборатории.

Тем не менее, одно стеклянное устройство стоит несколько особняком — в рабочем состоянии оно вполне может на некоторое время парализовать работу химической лаборатории (особенно, если в лаборатории главным образом работают студенты и аспиранты) — экстракционный аппарат Сокслета. Это устройство состоит из стеклянного резервуара, расположенного между колбой с растворителем (ниже резервуара) и холодильником (выше резервуара). Экстрактор Сокслета (часто просто «Сокслет») позволяет экстрагировать вещества из твердого образца в жидкость, используя при этом небольшие объёмы растворителя, который, благодаря схеме устройства, циркулирует и мелкими порциями омывает пробу, вещество из которой экстрагируется. Растворитель для экстракции нагревают в колбе до кипения, его пары конденсируются в холодильнике, омывают образец, вымывая из него целевое вещество (или вещества), раствор через специальный отвод попадает в колбу, и все повторяется снова и снова. Смотреть на работающий Сокслет действительно весьма интересно, тем более, что, если речь не идет о лаборатории, основное направление работы которой связано с извлечением веществ из природных источников, экстрактор Сокслета запускается не часто.

Экстрактор Сокслета получил свое имя благодаря Францу Риттеру фон Сокслету, немецкому химику бельгийского происхождения, родившемуся 12 января 1848 года в городе Брюнн на территории Австро-Венгерской Империи (ныне этот город Брно в Чехии). Он изучал химию в университете Лейпцига, в нём же защитил диссертацию, после чего стал ассистентом в Институте сельскохозяйственной химии. Поработав в должности ассистента год, он получил должность кафедры сельскохозяйственной химии в Вене, где оставался до 1879 года, пока не принял предложение занять одновременно две должности — профессора земледельческой химии в Высшем техническом училище в Мюнхене и директора Баварской сельскохозяйственной опытной станции. Сокслет работал в Мюнхене до своей смерти в возрасте 78 лет в 1926 году.

Большая часть исследовательской деятельности Сокслета была посвящена изучению молока. Он первым описал молочный сахар лактозу, ту самую, которую могут переваривать далеко не все взрослые люди. Сокслет выделил и описал свойства основных белков из состава молока — казеина, альбумина, лактопротеина и глобулина. Именно Сокслет первым предположил возможность применения только что изобретённого процесса пастеризации к молоку и экспериментально доказал свое предположение, так что молоком, которое стоит в бутылках и не прокисает, мы обязаны Сокслету. Кстати, иронично, но, если в средние века о появлении ведьмы или нечистой силы судили по скисшему молоку, то сейчас некоторые граждане приписывают не менее инфернальные свойства молоку с длительным сроком годности. Спустя пять лет после разработки процесса пастеризации молока Сокслет предложил устройство для стерилизации стеклянной молочной тары.

Именно в Вене Сокслет разработал свое устройство для экстракции: он использовал его для извлечения жиров из твердых молочных продуктов — сыров и масел. В 1879 году Сокслет описал конструкцию своего устройства в научном журнале, и новый аппарат быстро начал применяться в разных областях химии — сначала в биохимии и пищевой химии, потом в химии продуктов нефтепереработки. А уже в XX веке аппарат Сокслета стал применяться в химии полимеров — во всех областях химии, в которых требуются процессы экстракции.

В наше время методы ядерного магнитного резонанса, рентгеноструктурного анализа и масс-спектрометрии стали так доступны, что даже многие коллеги, уже подходящие к возрасту долголетия и защищавшие докторские диссертации без результатов РСА и масс-спектрометрии, могут попенять студенту на промежуточном отчёте отсутствием надёжных доказательств структуры полученных соединений.

Однако не стоит забывать, что когда-то не так давно исследователь, получив новое соединение, мог определить лишь его элементный состав и молекулярную массу, а вот о строении приходилось судить по результатам химических реакций, в которые это вещество вступало (именно благодаря такому подходу к определению строения вещества концепция А. М. Бутлерова получила название «Теория химического строения»). С момента изобретения Юстасом Либихом аппарата для сжигания образцов определение состава органических веществ для людей аккуратных было делом несложным. Молекулярную массу можно было определять по методу Мейера, но только в тех случаях, когда вещество могло кипеть, не разлагаясь при кипении. Как же можно было определять молекулярную массу неорганических солей, которые невозможно было испарить, или веществ, разлагавшихся до начала кипения?