Анри Муассан

Краткая биография

Жизнь и работа

В XIX веке химики уже умели получать соединения фтора, но сам элемент оставался практически недоступным. Проблема заключалась в его исключительной химической активности: едва образовавшись, свободный фтор вступал в реакции с материалами лабораторной аппаратуры. Попытки выделить его сопровождались разрушением оборудования, тяжёлыми отравлениями и несчастными случаями. Французский химик Анри Муассан сумел решить эту задачу, объединив знания химии с разработкой специальной экспериментальной установки.

Анри Муассан родился 28 сентября 1852 года в Париже. Его отец работал на железной дороге, а мать была швеёй. Семья не располагала большими средствами, поэтому путь Муассана в науку оказался непрямым. В юности он некоторое время обучался часовому делу, затем заинтересовался фармацией и начал работать в аптеке. В 1872 году он поступил в экспериментальную химическую школу Эдмона Фреми при Парижском музее естественной истории. Первые научные исследования Муассана были посвящены физиологии растений: он изучал поглощение кислорода и выделение углекислого газа листьями в темноте. Позднее его заинтересовала неорганическая химия, в частности соединения металлов.

В начале 1880-х годов Муассан приступил к исследованию соединений фтора. К этому времени многие химики пытались выделить свободный элемент, существование которого было установлено косвенными методами. Гемфри Дэви, Эдмон Фреми и другие исследователи изучали возможность разложения фторсодержащих веществ электрическим током. Однако безводный фтороводород плохо проводил электричество, а присутствие воды приводило к нежелательным побочным реакциям. Кроме того, свободный фтор быстро разрушал большинство материалов, пригодных для изготовления электродов и лабораторной посуды. Требовалось одновременно решить несколько химических и технических проблем.

Муассан обнаружил, что добавление гидрофторида калия позволяет сделать безводный фтороводород достаточно электропроводным для проведения электролиза. Он сконструировал специальную установку с платиновыми деталями и электродами, содержащими платину и иридий. Аппаратуру охлаждали до отрицательных температур, чтобы поддерживать электролит в жидком состоянии и уменьшать нежелательные химические реакции. Используя эту установку, в июне 1886 года Муассан впервые успешно выделил свободный фтор. На положительном электроде образовывался чрезвычайно реакционноспособный газ, а на отрицательном — водород.

Получение нового газа ещё не означало завершения исследования. Необходимо было доказать, что выделенное вещество действительно является фтором, а не неизвестным продуктом побочной реакции. Муассан изучал его взаимодействие с другими элементами, в том числе с кремнием, и анализировал продукты образовавшихся реакций. Французская академия наук назначила специальную комиссию для проверки результатов. После дополнительных экспериментов комиссия подтвердила успешное выделение фтора. Так завершились многолетние попытки химиков получить последний из известных тогда галогенов в свободном состоянии.

Исследования Муассана не ограничивались химией фтора. В конце XIX века он разработал электродуговую печь, способную создавать температуры порядка 3500 °C. В обычных лабораторных печах подобные условия были практически недостижимы. Новая установка позволила плавить тугоплавкие вещества, получать некоторые металлы и синтезировать соединения, включая карбиды, бориды и силициды. Муассан также исследовал возможность искусственного получения алмазов: он растворял углерод в расплавленном железе, а затем быстро охлаждал металл, рассчитывая создать высокое давление внутри затвердевающей массы. Он сообщил о получении микроскопических кристаллов, которые считал алмазами, однако достоверность этих результатов впоследствии стала предметом научных споров.

Электрическая печь Муассана существенно расширила возможности экспериментальной неорганической химии. Высокотемпературные реакции, ранее практически недоступные исследователям, стали самостоятельным направлением лабораторных и промышленных исследований. Впоследствии развитие электротермических технологий позволило получать новые материалы и изучать свойства веществ при экстремальных температурах. Работы Муассана показали, насколько важна для химического открытия не только теоретическая идея, но и способность создать оборудование, в котором эту идею можно проверить.

В 1906 году Муассан получил Нобелевскую премию по химии за исследования и выделение фтора, а также за создание электрической печи, названной его именем. К этому времени он был профессором неорганической химии Парижского университета и членом Французской академии наук. Муассан умер в Париже 20 февраля 1907 года, вскоре после получения Нобелевской премии. Его исследования положили начало систематическому изучению химии свободного фтора и способствовали развитию высокотемпературного синтеза. Фторсодержащие соединения впоследствии нашли широкое применение в производстве полимеров, специальных материалов и лекарственных веществ, хотя сам элементарный фтор остаётся чрезвычайно агрессивным и опасным газом.