- IN MEMORIAM -
Юрий Яковлевич Фиалков
«Основы физико-химического анализа»
Основы физико-химического анализа   Основы физико-химического анализа

Монография является уникальным обобщением теоретических основ физико-химического анализа как метода познания процессов, протекающих в физико-химических системах, по зависимости их свойств от состава, температуры или давления. Изложены методы исследования взаимодействия веществ по кривым состав—свойство образуемых ими равновесных систем, содержащих один, два, три и большее число компонентов.

Помимо ранее известных областей использования этого метода в науке и в различных областях технологии, физико-химический анализ применяется сейчас в химии полупроводников, редких элементов, радиохимии, теории и технологии выращивания монокристаллов и др.

Книга рассчитана на широкий круг специалистов различного профиля: химиков, металловедов, геохимиков, геологов, физиков, биохимиков, а также аспирантов и студентов ВУЗов.

Полный текст — в разделе «книги»
* * *

ПРЕДИСЛОВИЕ

Со времени выхода в 1947 г. первого в отечественной и мировой литературе обобщающего труда «Основные начала физико-химического анализа» В. Я. Аносова и С. А. Погодина не было ни одного руководства, в котором бы систематически излагались теоретические основы физико-химического анализа как метода суждения о взаимодействии веществ по зависимости свойств равновесных систем от состава.

Настоящий труд имеет целью восполнить этот пробел, дав по возможности в краткой форме основы физико-химического анализа как метода исследования применительно к любым классам веществ. Кроме давно известных областей применения физико-химического анализа — металлургия, химическая технология (включая силикаты, удобрения, галургию и т. д.), петрография — в последние десятилетия он широко используется в сравнительно новых областях: химия полупроводников, химия редких и рассеянных элементов, теория и техника выращивания монокристаллов, радиохимия, синтез сегнетоэлектриков и т. д.

В книге изложены основные принципы физико-химического анализа, сформулированные в обобщающих трудах Н. С. Курнакова, его учеников и последователей. Подчёркнута необходимость при трактовке диаграммы состав-свойство учитывать изменения кривых в зависимости от способов выражения как состава, так и величин свойств.

Основная часть книги посвящена гетерогенным равновесиям с участием твёрдой фазы, термодинамическая теория которых дана в основополагающих работах Гиббса и Розебома. Приведены термодинамические выводы диаграмм состояния двух- и трёхкомпонентных систем.

Кроме материала, ставшего уже классическим, приведены достижения последних лет в области теории диаграмм плавкости, а также описаны разработанные позже методы построения диаграмм систем с числом компонентов больше трёх.

В главах, посвящённых растворимости, подчёркнута связь последних с диаграммами плавкости. Рассмотрены диаграммы плавкости систем с летучими компонентами, дано понятие о p-T-диаграммах не только для однокомпонентных систем, но и для более сложных систем. Отдельные главы посвящены водно-солевым равновесиям с широким использованием исследований Вант-Гоффа. Кратко охарактеризованы диаграммы более сложных систем. Гетерогенные равновесия, за небольшим исключением, рассматриваются в общем виде, без учёта специфики исследуемых веществ. Открытие Н. С. Курнаковым бертоллидных фаз и бертоллидов привело к пересмотру основного понятия о химическом индивиде.

В. Я. Аносов родился 10 ноября 1891 г. в Саратове в семье инженера. После окончания Саратовского реального училища поступил в Петербургский горный институт. С чувством глубокой признательности вспоминал В. Я. Аносов своих учителей — выдающихся ученых: кристаллографа Е. С. Федорова, химиков И. Ф. Шредера, Н. С. Курнакова, Н. П. Вейнмарна, под влиянием которых он, как и многие воспитанники Горного института, стал не столько инженером, сколько химиком. После окончания института в 1918 г. и возвращения в Саратов В. Я. Аносов работал в Саратовском университете сначала ассистентом на кафедре фармации, а затем доцентом на кафедре технической химии, был также в течение нескольких лет краевым судебным химиком. Одновременно, стремясь расширить свое естественнонаучное образование, он закончил физико-математический факультет Саратовского университета по химической специальности. В те годы были выполнены его первые работы по рефрактометрии двойных жидких систем. Он предложил классификацию изотерм показателя преломления, которая является первой классификацией химических диаграмм гомогенных двойных жидких систем. Эти работы были связаны с исследованиями жидких систем, проводимыми группой, руководимой Н. А. Трифоновым. Весь цикл работ протекал в контакте с академиком Н. С. Курнаковым.

В 1929 г. В. Я. Аносов был избран профессором Пермского университета, где, заведуя кафедрой аналитической и технической химии, продолжил исследования двойных жидких систем, а также вел работы практического назначения, частично с применением физико-химического анализа. В 1932 г. В. Я. Аносов избирается профессором Ленинградского педагогического института им. А. И. Герцена, где им были организованы исследования солевых равновесий. С 1933 г. В. Я. Аносов — сотрудник Лаборатории общей химии АН СССР в Ленинграде, руководимой Н. С. Курнаковым. После переезда в 1935 г. Академии наук СССР в Москву Виктор Яковлевич до последних дней своей жизни — сотрудник Института общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова.

Основные научные работы В. Я. Аносова были посвящены разработке геометрии химических диаграмм. Блестяще владея методологией физико-химического анализа и математическим аппаратом, В. Я. Аносов дал исчерпывающее, законченное аналитико-геометрическое описание химических диаграмм двойных гомогенных систем. Эти исследования позволили отличить свойства диаграмм, являющихся следствием математических отношений, от свойств, обусловленных физико-химическими процессами, а это необходимо для любых областей применения физико-химического анализа. Исследования по геометрии химических диаграмм были обобщены В. Я. Аносовым в монографии «Геометрия химических диаграмм двойных систем» (1949 г.), которая и в настоящее время остается уникальной в мировой литературе. В. Я. Аносов внес значительный вклад также в теорию химических диаграмм многокомпонентных систем. Он разработал и предложил оригинальный метод изображения многокомпонентных систем, так называемый метод спиральных координат, позволяющий изображать системы любой сложности, не используя понятия многомерной геометрии.

Авторы почти не касаются трактовки описываемых явлений (например, образования бертоллидов или «двойных» солей) с точки зрения химического строения, кристаллохимии, физики твёрдого тела и т. д., поскольку это вызвало бы значительное увеличение объёма издания. Эта трактовка в большинстве случаев не вытекает непосредственно из данных физико-химического анализа; здесь следует обращаться к руководствам по соответствующим дисциплинам.

Три главы книги посвящены физико-химическому анализу жидких систем. К жидким логично относить как смеси жидких веществ при обычных температурах, так и расплавы металлов, солей, шлаков и др., а также растворы электролитов. Однако специфика жидкостей — характер связей и особенности строения, накладывает свой отпечаток на кривые состав-свойство жидких систем и требует применения специфических для различных типов жидкостей методов исследования, что оправдывает выделение из раздела «Жидкие системы» расплавов и водных растворов электролитов.

Гомогенные жидкие системы представлены на основе современных теоретических или экспериментально найденных закономерностей. Рассмотрены системы только из жидких веществ при обычной или лишь немного повышенной температуре. Эти системы имеют много общего, почему их рассмотрение в курсе физико-химического анализа уместно. Ещё более общими являются положения, связанные с гетерогенными равновесиями — диаграммами расслаивающихся жидких систем, а также с диаграммами давления пара и температуры кипения.

Монография заканчивается обобщением, содержащим систематическое изложение общих принципов физико-химического анализа, частично представленных в предыдущих главах, где они постепенно выявлялись применительно к частным вопросам.

Имеющиеся в литературе подробные описания применяемых экспериментальных методов измерения отдельных свойств освободили авторов от необходимости приводить их в книге и позволили ограничиться ссылками на соответствующие издания.

Главы I—XXV, XXIX—XXX и Приложения написаны В. Я. Аносовым и М. И. Озеровой, главы XXVI—XXVIII — Ю. Я. Фиалковым.

Н. К. Воскресенская

* * *
Непроверенный текст книги, полученный с помощью системы оптического распознавания символов (OCR)