Пиер Йожен Марсейн Бертло. Реакция на Бертло

Френски учен, извършил класически синтези на въглеводороди, допринесъл значително за развитието на термохимията, химическа термодинамика, кинетика.

Известният руски натуралист К. А. Тимирязев нарече Бертло "Лавоазие от 19 век". Подобно на А. Лавоазие, Бертло е известен с трудовете си в различни области на знанието: физика и химия, философия и археология, история на науката и физиология ... Като професор по най- известен институтФранция – College de France и министър обществено образованиетой направи много за подобряване на преподаването природни науки. от различни областизнания, той е написал около 2500 произведения.

В средата на 1850 г. той изучава състава и свойствата органични съединенияразлични класове: глицерол, метилов алкохол, бензен, нафталин, ацетилен, етилен и много други вещества - и разработени методи за техния синтез. Чрез нагряване на глицерин с наситени киселини (стеаринова, палмитинова и др.) В запечатани епруветки, той получава естериглицерин. След като анализира състава и свойствата на тези вещества, Berthelot доказа в средата на 50-те години, че те са в основата на животинските и растителните мазнини. Това откритие, следвайки работата на Ф. Вьолер и други органични химици, нанесе последния удар върху идеите на привържениците на идеалистичната теория " жизнена сила". Те смятаха, че основните вещества (протеини, мазнини, въглехидрати), които изграждат живите организми, не могат да бъдат получени в лабораторията. Въз основа на тези проучвания, a химическа индустриядиетични мазнини.

В продължение на 50 години, започвайки през 1851 г., Бертло изследва въглеводородите. Той получава ацетилен от въглерод и водород в електрическа дъга, синтезира бензен, нафталин и по-сложни ароматни съединения от ацетилен, както и наситени и ненаситени алифатни въглеводороди и техните кислород- и азотсъдържащи производни.

Бертло играе важна роля в развитието на термохимията, термодинамиката, химична кинетика. Ученият въвежда концепциите за екзотермични и ендотермични реакции, е един от първите, които извеждат уравнението за скоростта на реакцията и анализират условията на равновесие за важните за практиката реакции на естерификация и осапунване.

По време на Френско-пруска войнапрез 1870 г. Бертло се занимава с изследвания експлозиви. Той изучава моделите на тяхното горене, определя скоростта на разпространение на взривната вълна и други характеристики на експлозията. Той организира производството на боеприпаси за отбраната на Париж.

В областта на агрономическата и биологичната химия Бертло установи, че почвите с различен състав усвояват азота от въздуха по различен начин в зависимост от жизнената активност на микроорганизмите. Бертло установи ролята на въглерода, водорода, сярата, фосфора, алуминия, азота и неговите съединения - нитрати в развитието на растенията.

Органичната химия е огромно поле за изследвания и експерименти. Броят на реакциите и начините за получаване на едно и също вещество понякога може да удиви въображението. Не е изненадващо, че сред този хаос най-важното е отбелязано с имената на учените, направили откритието. Следователно в химията има много така наречени номинални реакции - наречени на техните изследователи. за тях и ще бъдат обсъдени.

История на органичния синтез

Преди това, много отдавна, се смяташе, че цялата химия е разделена на две части - "жива" и "нежива". Сега тази класификация приблизително съвпада с разделянето на органични и неорганични, но тогава също се смяташе, че съединенията на "живата" химия не могат да бъдат получени в лабораторията, а могат да бъдат изолирани само от естествени материалив които се съдържат. Въпросът е в тайнствената жива сила, която по особен начин регулира всички процеси в "живата" химия.

Тези вярвания бяха опровергани от Фридрих Вьолер през 1824 г., след като получи урея от "жива" химия от "нежив" амоняк и въглероден двуокис. Реакцията се провежда при високи температурии натиск, но без участието на никакви "живи сили". По-късно ученикът на Велер Адолф Колбе синтезира трихлороцетна киселина. Беше дълга верига от реакции, но в самото начало имаше само въглища. И от него получи оцет.

Реакции на Бертло

Предишните доказателства бяха силни, но все още имаше много малко от тях. И тук в игра влезе френският химик Марселин Бертло. Той синтезира метан - основата на цялата органична материя - използвайки сероводород и въглероден дисулфид. Чрез преминаване на тези газове през меден катализатор се получава желаното съединение. Следващият експеримент на Berthelot е приемащата реакция мравчена киселинаот натриев хидроксид и въглероден оксид. След това те синтезират ацетилен - Berthelot използва електролизата на водород върху въглеродни електроди, Wehler хидролизира карбид.

В допълнение към тези два въглеводорода (метан и ацетилен), Berthelot получи много по-сложни - бензен, етилен и техните производни. Изработен от етилен и вода етанолв присъствието на сярна киселина - тази реакция на Бертло послужи като още едно опровержение на "жизнената сила", която трябваше да участва в образуването на същия етилов алкохол чрез ферментация, предишния метод за получаване.

Все пак Berthelot успя да получи естествени мазнини от глицерол и мастни киселини. Всички тези реакции, взети заедно, окончателно опровергаха идеята за "безжизнена сила" и по този начин беше положено началото на химията на органичния синтез - изследването на методите за получаване на различни органични съединения.

Лабораторни реакции

Най-популярната реакция, една от малкото известни на всеки друг освен химиците, е тестът Толенс,или реакцията на сребърното огледало. Състои се в окисляването на киселина (и редица други по-малко популярни съединения) и едновременното намаляване на среброто, което се отлага върху гладка повърхност под формата на непрекъснат лъскав слой - същото огледало.

Друга добре позната номинална реакция в органична химияе реакцията на Кучеров - хидратация на алкини с помощта на живачни соли в кисела среда. В резултат на това първо се образува енол - който след това се пренарежда в карбонилно съединение (алдехид или кетон).

Реакцията на Дилс-Алдер също представлява интерес. Доста трудно е да го обясня с думи и много просто - с картинка.

Първо, спрегнатият диен влиза в реакцията (в такъв диен двойните връзки са разположени през една), и второ, диенофилът, който има двойна връзка, а не проста, но с намалена електронна плътност - следователно, диенофилът има двойна връзка, до него има електрон-оттегляща група (карбонилна, карбоксилна или някаква друга), която привлича тази плътност върху себе си. След това диенът е прикрепен към диенофилната множествена връзка, образувайки шестчленен пръстен.

Индустриален синтез

Една от емблематичните реакции, специално за Руска наука, е синтезът на бутадиен - основата за производството на синтетичен каучук. Нарича се реакция на Лебедев. Етиловият алкохол преминава през сложен катализатор - алуминиев оксид, цинков оксид и температура 400-500 о С. Процесът протича едноетапно и това е благоприятно; благодарение на него през 1926 г. СССР получава суровините, необходими за производството на един от най-важните индустриални полимери - синтетичен каучук, тоест каучук.

Също голямо значениеима процес на Фишер-Тропш. Тойсе състои в получаване на различни течни въглеводороди от синтезен газ (смес от въглероден оксид и водород) с железни или кобалтови катализатори. От продуктите на синтеза можете допълнително да направите гориво - бензин или дизел (основната посока на използване на процеса). Също така, съставът на продуктите на синтеза може да бъде променен чрез избор на определени катализатори: процесът може да бъде насочен към производството на метан, въглеводороди с разклонена верига, висши парафини, метанол и др.

Несъответствия

Често в научна литературана различни езициимето на една и съща реакция може да се различава. Например, реакцията на леко окисляване на алкени до двувалентни алкохоли - гликоли - в цялата рускоезична литература се нарича реакция Вагнерв останалия свят остава без име.

Има и реакция, при която сребърните соли карбоксилни киселиниреагират с халогени, за да образуват халогенирани въглеводороди. По време на реакцията карбоксилната група напуска, така че халогенираната въглеводородна верига съдържа един въглероден атом по-малко. Обикновено го наричаме реакция на Бородин - hundiskera,въпреки това в немската и английската научна литература обикновено е известна като реакция на Hundisker.

И къде всъщност е реакцията с името Berthelot?

В рускоезичната органична химия няма номинална реакция, която да принадлежи изцяло на Berthelot. Получаването на бензен чрез тримеризация на ацетилен при 600 o C е реакцията на Зелински или Бертло-Зелински. Реакцията на Бертло-Зелински не трябва да се бърка с реакцията на Зелински-Казански: и в двата случая се получава бензен, само в първия - от ацетилен, а във втория - от циклохексан. Съществува обаче така нареченият метод на Бертло, който служи за откриване на амоняк. Реагентът на Berthelot, участващ в тази реакция - разтвор на фенол с натриев хипохлорит в алкална среда - реагира с амоняк, за да образува индофенол от син цвят.

Методът се използва широко в аналитична химия(по-специално за откриване на фенол в урината или за откриване на самата урея, която се разлага на амоняк и въглероден диоксид).

Пиер Бертло

Pierre-Eugène-Marcellin Berthelot (1827-1907) - член на Парижката академия на науките, член-кореспондент на Академията на науките в Санкт Петербург, признат магистър по органичен синтез, удостоен със званието "първокласен фармацевт" за своите изследвания, пожизнен сенатор, министър на образованието и изящните изкуства, министър на външните работи на Франция, един от „Четиридесетте безсмъртни“ на Френската академия за литература, кавалер на Ордена на Почетния легион. Бертло се жени на тридесет и две години. Съпругата му Софи Ниоде беше десет години по-млада от него. Нейните черти са запазени за поколенията от образа на Света Елена в църквата Saint-Etienne du Moi.

Софи Бертло, жена с висока култура, се опитваше да остане в сянка близо до съпруга си и в моменти на духовно безпокойство знаеше как да успокои и разсее. Двойката живее заедно четиридесет и шест години, никога не е имало разногласия в чувствата и мислите им. Семейство Бертло има шест деца - четирима сина и две дъщери. През 1895 г. след боледуване най-голямата им дъщеря Хелън умира съвсем млада, оставяйки след себе си сина си. През 1904 г., на деветнадесет години, той умира в железопътна катастрофа. Тези загуби доближиха смъртта на Софи Бертло и три часа след смъртта на съпругата си Марселин Бертло също почина от сърдечен удар. Често казваше на порасналите си деца: „Чувствам, че няма да надживея майка ти“. Марселин Бертло и съпругата му са погребани по решение на парламента в Пантеона до останките на Виктор Юго, Сади Карно и други видни фигури на Франция.

През 1864 г. е създадена специална катедра по органична химия за професор Бертло в най-стария и най-демократичен университет във Франция, Колеж дьо Франс. Основан през 1530 г., университетът има свои собствени традиции: няма задължително студентско тяло, лекциите се изнасят безплатно, няма изпити и тестове, само истински студенти идват да слушат преподаватели. заинтересовани хора. M. Berthelot е работил в този университет и в неговите лаборатории през целия си живот.

Изчисленията показват, че по време на живота на Бертло за 57 години - от 1850 до 1907 г. - 2870 негови произведения са излезли от печат: книги (около 60 тома), научни статии, памфлети, сборници с писма, статии във вестници, речи. През няколко години Бертло публикува повече от сто статии. Така например през 1877 г. той публикува 123 статии.

Германският химик Либих, представяйки Бертло на Баварската академия на науките през 1869 г., пише: „Той имаше най-силното и най-решаващо влияние върху развитието на органичната химия, той продължава да я обогатява почти всеки ден с нови и невероятни открития.“

Бертло беше упорит противник на атомната и молекулярната доктрина, теорията химическа структурамолекули, не споделят идеите на периодичния закон на Менделеев. Откриването на нови елементи, предсказано от Менделеев, се смяташе въз основа не на Периодичната система, а на отдавна известни аналогии. Бертло отрича възможността за електролитна дисоциация на соли и не признава осмотичната теория на разтворите. Той защити остарялата и вече неразбираема за много химици еквивалентна система химически символи. Съвременниците на Бертло се затрудняват да дешифрират неговите формули. И така, той изобразява етилов алкохол C 2 H 5 OH като C 4 H 4 (O 2 H 2), оцетна киселина CH 3 COOH - като C 2 H 4 (O 2), мравчена киселина HCOOH - формулата C 2 H 2 ( O 4), той нарече метан CH 4 "формен" със състав C 2 H 4, етан C 2 H 6 - "етилен хидроксид" с формула C 2 H 2 (C 2 H 4).

Бертло доказва невъзможността за отразяване на пространствената конфигурация на молекулите с помощта на структурни формули. През 1890 г. всички научен святотбелязва триумфа на теорията за химическата структура, но Berthelot продължава да изобразява бензен C 6 H 6 с формулата C 12 H 6, нитробензен C6H5NO2 - формула C12H5(AzO4)O2.

Когато през 1860 г. химици от много страни се събират в Карлсруе за международния конгрес на теоретична химия, Бертло отказа да участва в конгреса. Непоследователността и непоследователността на възгледите на Бертло се проявяват по много начини: например, отричайки съществуването на атоми и молекули, той в същото време твърди възможността за трансформация химически елементи, смятайки, че могат да бъдат „изфабрикувани“.

В края на живота си Бертло намира сили да изостави предишните си идеи и да приеме това, на което се е противопоставял толкова дълго.

Pierre Eugene Marcellin Berthelot (25 октомври 1827 г., Париж - 18 март 1907 г., Париж) - френски физикохимик и общественик.

Френски химик-органик и физикохимик, историк на науката, общественик. Роден в Париж в семейството на лекар на 25 октомври 1827 г. Завършва Лицея на Хенри IV, след това Парижкия университет. През 1851 г. получава позиция като асистент на професор А. Ж. Балард в Колеж дьо Франс, през 1859 г. става професор по химия във Висшето фармацевтично училище в Париж, през 1865 г. основава и ръководи катедрата по органична химия в Колеж дьо Франс. . От 1876 г. - инспектор висше образование, през 1886-1887 г. - министър на народното просвещение, от 1889 г. - незаменим секретар на Парижката академия на науките. През 1895 г. е министър на външните работи.

Материалният успех, който човечеството дължи на науката, е дори най-малката от ползите, които са резултат от нейната дейност: тя представя законни правакъм една несравнимо по-голяма област, към моралната и социалната област.

Бертло Пиер Йожен Марцелин

AT химическа наукаБертло става известен като един от основателите на органичния синтез. Използвайки оригинални методи, той е първият, който получава от елементите и най-простите изходни вещества много нови и вече известни природни съединения, свързани с различни класове. През 1853-1854 г., изучавайки взаимодействието на глицерол и мастни киселини (стеаринова, палмитинова, олеинова и др.), Той получава аналози на естествени мазнини, като по този начин доказва възможността за техния синтез. Тези произведения бяха включени във всички учебници по органична и биологична химия, както и в трактати по философия, като пример за превръщането на „нещо само по себе си“ в „нещо за нас“. От фундаментално значение е синтезът на етилов алкохол от етилен и вода с участието на сярна киселина (1854 г.), което отваря пътя към нов метод за получаване на това важно съединение. Преди това етиловият алкохол се получаваше само чрез ферментация на захари.

Специално място в изследванията на Бертло заемат въглеводородите, на които са посветени половин век (с прекъсвания) от работата на учения, множество статии и обобщаващата работа „Въглеводороди“. Експериментални изследвания. 1851-1901 (Les carbures d'hydrogène, v. 1-3, 1901). Berthelot извършва масови синтези на тези съединения и техните производни от прости вещества, понякога дори от химически елементи. И така, от въглерод и водород във волтова дъга той получи ацетилен и на негова основа - бензен, стирен, нафталин и сложни ароматни и кондензирани системи. През 1867 г. Бертло предлага брак универсален методредукция на органични съединения с йодоводород, която беше широко използвана преди откриването на каталитичното хидрогениране с газообразен водород.

Започвайки от 1865 г., Бертло се занимава активно с термохимия, провежда обширни калориметрични изследвания, които водят по-специално до изобретяването на "калориметричната бомба" (1881 г.); той притежава концепцията за "екзотермични" и "ендотермични" реакции. Berthelot получи обширни данни за топлинните ефекти на огромен брой реакции, върху топлината на разлагане и образуване на много вещества. Ученият излага своите термохимични идеи в двутомната книга „Термохимия“ (Thermochimie, v. 1-2, 1897).

Бертло също изучава химията и физикохимията на експлозивите (той изучава моделите на тяхното изгаряне, определя скоростта на разпространение на експлозивна вълна и създава производството на експлозиви за отбраната на Париж по време на обсадата на града от германците през 1870). Трудовете на учения са известни и в областта на селскостопанската химия и биохимия. Berthelot установи ролята на въглерода, водорода, азота и други елементи в растежа и развитието на растенията, установи, че фиксацията на азота се извършва в почвата, обитавана от микроорганизми. Тези, както и други изследвания в областта на биохимията, са представени от него в 4-томния труд „Химия на растенията и агрономия“ (Chimie végétale et agricole, v. 1-4, 1899).

Бертло, Пиер Йожен Марцелин

Френският химик и общественик Пиер Йожен Марселин Бертло е роден в Париж в семейството на лекар. Първоначално Бертло учи медицина, но под влиянието на лекциите на Т. Пелуз и Ж. Дюма решава да се посвети на химията. След като завършва Парижкия университет през 1849 г., той работи в лабораторията на Пелуза, а от 1851 г. - в Колеж дьо Франс при А. Ж. Балард. През 1859-1864г. Бертло е професор по химия във Висшето фармацевтично училище в Париж през 1864-1906 г. професор в Колеж дьо Франс.

През 1851 г. Бертло започва своята работа по синтеза на органични съединения от елементи. Berthelot синтезира много от най-простите въглеводороди - метан, етилен, ацетилен, бензен, а след това на тяхна основа - още сложни връзки. През 1853-1854г. Чрез взаимодействието на глицерол и мастни киселини Berthelot получава аналози на естествени мазнини и по този начин. доказа възможността за техния синтез. По пътя той установи, че глицеринът е тривалентен алкохол. От основно значение е синтезът на етилов алкохол чрез хидратиране на етилен в присъствието на сярна киселина (1854 г.); преди това етиловият алкохол се получаваше само чрез ферментация на захарни вещества. С тези синтези Бертло нанася окончателно поражение на понятието "жизнена сила".

През 1861–1863г Berthelot, заедно с френския химик L. Pean de Saint-Gilles, публикува изследвания върху скоростта на образуване на естери от алкохоли и киселини, които заемат видно място в историята на химическата кинетика. Бертло заема почетно място сред основоположниците на термохимията. Той провежда обширни калориметрични изследвания, които довеждат по-специално до изобретяването през 1881 г. на калориметрична бомба и въвежда концепциите за „екзотермични“ и „ендотермични“ реакции. Развивайки термохимичните идеи на датския химик J. Thomsen, Berthelot изложи през 1867 г. принципа на максималната работа (принципа на Berthelot-Thomsen), според който всички спонтанни процеси протичат в посока на най-голямото генериране на топлина.

Освен това Бертло изучава действието на експлозивите: температурата на експлозията, скоростта на горене и разпространение на експлозивната вълна и др. Той полага основите на изследването на терпените. През 1867 г. Бертло предлага брак общ методредукция на органични съединения с йодоводород. Ангажиран с агрохимични изследвания, Бертло изяснява значението на въглерода, водорода, азота и други елементи в растенията и предлага възможността за фиксиране на свободен азот в почвата, обитавана от микроорганизми и непокрита с растителност.

Бертло беше и един от най-великите историци на химията. През 1885 г. е публикуван неговият труд "Произходът на алхимията". През 1887–1893г Berthelot публикува колекции от древногръцки, западноевропейски, сирийски и арабски алхимични ръкописи с преводи, коментари и критики. Berthelot притежава книгата „Революция в химията. Лавоазие“ (1890).

Авторът на известни химически синтези, многостранно образован учен, Бертло беше непоследователен в редица случаи. Дълго време той отрича атомно-молекулярната теория, теорията за химическата структура, периодичен закон, теорията на електролитната дисоциация. Той смята, че концепцията за молекулата е неопределена, атомът е хипотетичен, а валентността е илюзорна категория. Въпреки това, като истински учен, вече в залеза на годините си, заобиколен от ореол на слава, той намери смелостта да се откаже от предишните си идеи. Той изрази отказа си със следните думи: „Основното задължение на учения не е да се опитва да докаже непогрешимостта на своите становища, а винаги да бъде готов да се откаже от всяко мнение, което изглежда недоказано, от всеки опит, който се оказва погрешен .”

В допълнение към научната работа Бертло се занимава активно с обществена и политическа дейност. От 1876 г. Бертло се занимава с образование: той е генерален инспектор на висшето образование, а през 1886-1887 г. - министър на народното просвещение и изящните изкуства. През 1895–1896г Бертло беше френски външен министър. Приемник на традициите на енциклопедистите от 18-ти век, Бертло е последователен атеист, застъпващ се за разширяване на образованието, за обединение на естествените науки и философията. Дълбоко вярвайки в трансформиращата сила на науката, Бертло вярва, че с нейна помощ социалните проблеми могат да бъдат решени и без революционни катаклизми.