Pierre Eugene Marsein Berthelot. Berthelotova reakcija

Francuski naučnik, koji je izvršio klasične sinteze ugljovodonika, dao je značajan doprinos razvoju termohemije, hemijska termodinamika, kinetika.

Čuveni ruski prirodnjak K. A. Timiryazev nazvao je Berthelota "Lavoisierom 19. stoljeća". Kao i A. Lavoisier, Berthelot je poznat po svojim radovima u različitim oblastima znanja: fizici i hemiji, filozofiji i arheologiji, istoriji nauke i fiziologije... Budući da je profesor naj poznati institut Francuska - College de France i ministar javno obrazovanje učinio je mnogo na poboljšanju nastave prirodne nauke. By raznim oblastima znanja, napisao je oko 2500 radova.

Sredinom 1850-ih. proučavao je sastav i svojstva organska jedinjenja razne klase: glicerol, metil alkohol, benzol, naftalen, acetilen, etilen i mnoge druge supstance - i razvijene metode za njihovu sintezu. Zagrijavanjem glicerina sa zasićenim kiselinama (stearinska, palmitinska i dr.) u zatvorenim cijevima dobio je estri glicerin. Nakon analize sastava i svojstava ovih supstanci, Berthelot je sredinom 1950-ih dokazao da su one osnova životinjskih i biljnih masti. Ovo otkriće, nakon rada F. Wöhlera i drugih organskih hemičara, zadalo je konačni udarac idejama pristalica idealističke teorije" životnu snagu". Vjerovali su da se osnovne tvari (bjelančevine, masti, ugljikohidrati) koje čine žive organizme ne mogu dobiti u laboratoriji. Na osnovu ovih studija, a hemijska industrija dijetalne masti.

Tokom 50 godina, počevši od 1851. godine, Berthelot je istraživao ugljovodonike. Dobijao je acetilen iz ugljika i vodika u električnom luku, sintetizirao benzen, naftalen i složenije aromatične spojeve iz acetilena, kao i zasićene i nezasićene alifatske ugljovodonike i njihove derivate koji sadrže kisik i dušik.

Berthelot je igrao veliku ulogu u razvoju termohemije, termodinamike, hemijska kinetika. Naučnik je uveo koncepte egzotermne i endotermne reakcije, bio je jedan od prvih koji je izveo jednačinu brzine reakcije i analizirao ravnotežne uslove za reakcije esterifikacije i saponifikacije koji su važni za praksu.

Tokom Francusko-pruski rat 1870. Berthelot se bavio istraživanjem eksploziva. Proučavao je obrasce njihovog sagorijevanja, odredio brzinu širenja udarnog vala i druge karakteristike eksplozije. Organizovao je proizvodnju municije za odbranu Pariza.

U oblasti agronomske i biološke hemije, Berthelot je ustanovio da tla različitog sastava različito asimiliraju azot iz vazduha, u zavisnosti od vitalne aktivnosti mikroorganizama. Berthelot je otkrio ulogu ugljika, vodika, sumpora, fosfora, aluminija, dušika i njegovih spojeva - nitrata u razvoju biljaka.

Organska hemija je ogromno polje za istraživanje i eksperimentisanje. Broj reakcija i načina da se dobije ista supstanca ponekad može zadiviti maštu. Nije iznenađujuće da među ovim haosom najznačajnije obilježavaju imena naučnika koji su došli do otkrića. Stoga u hemiji postoji mnogo takozvanih nominalnih reakcija - nazvanih po svojim istraživačima. o njima i će se raspravljati.

Istorija organske sinteze

Ranije, veoma davno, vjerovalo se da je sva hemija podijeljena na dva dijela - "živu" i "neživu". Sada se ova klasifikacija otprilike poklapa s podjelom na organske i neorganske, ali se tada vjerovalo i da se spojevi "žive" hemije ne mogu dobiti u laboratoriji, već samo izolovati iz prirodni materijali u kojima se nalaze. Poenta je tajanstvena živa sila, koja na poseban način reguliše sve procese u "živoj" hemiji.

Ova vjerovanja je opovrgnuo Friedrich Wöhler 1824. godine, dobivši ureu "žive" kemije iz "neživog" amonijaka i ugljen-dioksid. Reakcija je izvedena na visoke temperature i pritisak, ali bez učešća ikakvih "živih snaga". Kasnije je Wehlerov učenik Adolf Kolbe sintetizirao trihlorosirćetnu kiselinu. Bio je to dug lanac reakcija, ali na samom početku je bio samo ugalj. I iz njega je dobio sirće.

Berthelotove reakcije

Prethodni dokazi bili su jaki, ali ih je još uvijek bilo vrlo malo. I tu je na scenu stupio francuski hemičar Marcelin Berthelot. Sintetizirao je metan - osnovu svih organskih tvari - koristeći sumporovodik i ugljični disulfid. Propuštanjem ovih gasova preko bakarnog katalizatora, dobija se željeno jedinjenje. Berthelotov sljedeći eksperiment je reakcija primanja mravlja kiselina od natrijum hidroksida i ugljen monoksida. Zatim su sintetizirali acetilen - Berthelot je koristio elektrolizu vodika na ugljičnim elektrodama, Wehler hidrolizirani karbid.

Osim ova dva ugljovodonika (metan i acetilen), Berthelot je dobio mnogo složenijih - benzen, etilen i njihove derivate. Napravljen od etilena i vode etanol u prisustvu sumporne kiseline - ova Berthelotova reakcija poslužila je kao još jedno opovrgavanje "životne sile" koja je trebala biti uključena u stvaranje istog etil alkohola fermentacijom, nekadašnjim načinom dobivanja.

Svejedno je Berthelot uspio dobiti prirodne masti iz glicerola i masnih kiselina. Sve ove reakcije zajedno konačno su opovrgnule ideju o "beživotnoj sili", i time je postavljen početak hemije organske sinteze - proučavanja metoda za dobijanje različitih organskih spojeva.

Laboratorijske reakcije

Najpopularnija reakcija, jedna od rijetkih poznatih bilo kome osim hemičarima, je test Tollens, ili reakcija srebrnog ogledala. Sastoji se u oksidaciji kiseline (i niza drugih manje popularnih spojeva) i istovremenoj redukciji srebra, koje se nanosi na glatku površinu u obliku neprekidnog sjajnog sloja - tog istog ogledala.

Još jedna dobro poznata nominalna reakcija u organska hemija je reakcija Kučerova - hidratacija alkina uz pomoć živinih soli u kisela sredina. Kao rezultat, prvo nastaje enol - koji se zatim preuređuje u karbonilno jedinjenje (aldehid ili keton).

Diels-Alderova reakcija je također zanimljiva. Prilično je teško to objasniti riječima i vrlo jednostavno - slikom.

Prvo, u reakciju ulazi konjugirani dien (u takvom dienu dvostruke veze se nalaze kroz jednu), a drugo, dienofil, koji ima dvostruku vezu, i to ne jednostavnu, već sa smanjenom gustinom elektrona - dakle, dienofil ima dvostruku vezu pored njega postoji grupa koja povlači elektrone (karbonil, karboksil ili neka druga), koja ovu gustoću navlači na sebe. Zatim je dien vezan za dienofilnu višestruku vezu, formirajući šestočlani prsten.

Industrijska sinteza

Jedna od kultnih reakcija, posebno za Ruska nauka, je sinteza butadiena - osnove za proizvodnju sintetičkog kaučuka. Zove se Lebedeva reakcija. Etil alkohol se propušta preko složenog katalizatora - aluminijum oksida, cink oksida i temperature 400-500 o C. Proces se odvija u jednoj fazi i to je korisno; upravo zahvaljujući njemu SSSR je 1926. godine dobio sirovine potrebne za proizvodnju jednog od najvažnijih industrijskih polimera - sintetičke gume, odnosno gume.

Također veliki značaj ima Fischer-Tropsch proces. On sastoji se u dobivanju različitih tekućih ugljovodonika iz sintetskog plina (mješavina ugljičnog monoksida i vodika) sa željeznim ili kobaltnim katalizatorima. Od proizvoda sinteze možete dalje proizvoditi gorivo - benzin ili dizel (glavni smjer korištenja procesa). Također, sastav proizvoda sinteze može se mijenjati odabirom određenih katalizatora: proces se može usmjeriti na proizvodnju metana, ugljovodonika razgranatog lanca, viših parafina, metanola i dr.

Odstupanja

Često u naučna literatura na različitim jezicima naziv iste reakcije može se razlikovati. Na primjer, reakcija blage oksidacije alkena u dihidrične alkohole - glikole - u cijeloj literaturi na ruskom jeziku naziva se reakcija Wagner u ostatku svijeta ostaje bezimen.

Postoji i reakcija u kojoj soli srebra karboksilne kiseline reaguju sa halogenima i formiraju halogenizovane ugljovodonike. U toku reakcije karboksilna grupa odlazi, pa halogenizovani ugljikovodični lanac sadrži jedan atom ugljika manje. Obično to zovemo Borodinova reakcija - hundiskera, međutim, u njemačkoj i engleskoj naučnoj literaturi obično je poznata kao Hundiskerova reakcija.

A gdje je, zapravo, reakcija na ime Berthelot?

U organskoj hemiji na ruskom govornom području ne postoji nominalna reakcija koja u potpunosti pripada Berthelotu. Proizvodnja benzena trimerizacijom acetilena na 600 o C je reakcija Zelinskog ili Berthelot-Zelinskog. Reakciju Berthelot-Zelinsky ne treba miješati sa reakcijom Zelinsky-Kazansky: u oba slučaja benzen se dobiva, samo u prvom - iz acetilena, au drugom - iz cikloheksana. Međutim, postoji takozvana Berthelotova metoda, koja služi za otkrivanje amonijaka. Berthelotov reagens uključen u ovu reakciju - otopina fenola s natrijum hipohloritom u alkalnom mediju - reagira s amonijakom i formira indofenol plave boje.

Metoda se široko koristi u analitička hemija(posebno za otkrivanje fenola u urinu ili za otkrivanje same uree, koja se razlaže na amonijak i ugljični dioksid).

Pierre Berthelot

Pierre-Eugène-Marcellin Berthelot (1827-1907) - član Pariške akademije nauka, dopisni član Sankt Peterburgske akademije nauka, priznati magistar organske sinteze, za svoja istraživanja dobio titulu "farmaceuta prve klase", doživotni senator, ministar obrazovanja i likovnih umjetnosti, ministar vanjskih poslova Francuske, jedan od "četrdeset besmrtnika" Francuske akademije književnosti, vitez Ordena Legije časti. Berthelot se oženio u dobi od trideset i dvije godine. Njegova supruga Sophie Niode bila je deset godina mlađa od njega. Njene crte je generacijama čuvao lik Svete Helene u crkvi Saint-Etienne du Moi.

Sophie Berthelot, žena visoke kulture, pokušavala je ostati u sjeni u blizini svog muža i, u vremenima njegove duhovne anksioznosti, znala je kako da smiri i omesti. Par je živio zajedno četrdeset i šest godina, nikada nije bilo neslaganja u njihovim osjećajima i mislima. Porodica Berthelot imala je šestero djece - četiri sina i dvije kćeri. 1895. godine, nakon bolesti, njihova najstarija ćerka Helen je umrla sasvim mlada, ostavljajući za sobom sina. 1904. godine, u dobi od devetnaest godina, umro je u željeznička nesreća. Ovi gubici su približili smrt Sophie Berthelot, a tri sata nakon smrti njegove supruge, Marcelin Berthelot je također preminuo od srčanog udara. Često je govorio svojoj odrasloj djeci: "Osjećam se kao da neću nadživjeti tvoju majku." Marcelin Berthelot i njegova supruga sahranjeni su odlukom parlamenta u Panteonu pored posmrtnih ostataka Viktora Igoa, Sadija Carnota i drugih istaknutih ličnosti Francuske.

Godine 1864. stvorena je posebna katedra za organsku hemiju za profesora Berthelota na najstarijem i najdemokratskijem univerzitetu u Francuskoj, College de France. Osnovan 1530. godine, univerzitet ima svoju tradiciju: nema obaveznog studentskog zbora, predavanja se održavaju besplatno, nema ispita i testova, samo pravi studenti dolaze da slušaju profesore. zainteresovanih ljudi. M. Berthelot je cijeli život radio na ovom univerzitetu iu njegovim laboratorijama.

Proračuni pokazuju da je tokom Berthelotovog života tokom 57 godina - od 1850. do 1907. - iz štampe izašlo 2870 njegovih djela: knjiga (oko 60 tomova), naučni članci, pamfleti, zbirke pisama, novinski članci, govori. U nekim godinama, Berthelot je objavio više od stotinu članaka. Na primjer, 1877. godine objavio je 123 članka.

Njemački hemičar Liebig, predstavljajući Berthelota Bavarskoj akademiji nauka 1869. godine, napisao je: „On je imao najjači i najodlučniji utjecaj na razvoj organske kemije, nastavlja je gotovo svakodnevno obogaćivati ​​novim i nevjerovatnim otkrićima.

Berthelot je bio tvrdoglavi protivnik atomske i molekularne doktrine, teorije hemijska struktura molekula, nisu dijelili ideje Mendeljejevljevog periodičnog zakona. Smatralo se da otkriće novih elemenata koje je predvideo Mendeljejev nije zasnovano na periodičnom sistemu, već na dugo poznatim analogijama. Berthelot je poricao mogućnost elektrolitičke disocijacije soli i nije priznavao osmotsku teoriju otopina. Branio je zastarjeli i mnogim hemičarima već nerazumljiv ekvivalentni sistem hemijski simboli. Berthelotovi savremenici su imali poteškoća da dešifruju njegove formule. Tako je etil alkohol C 2 H 5 OH prikazao kao C 4 H 4 (O 2 H 2), sirćetnu kiselinu CH 3 COOH - kao C 2 H 4 (O 2), mravlju kiselinu HCOOH - formulu C 2 H 2 ( O 4), on je metan CH 4 nazvao "formen" sastava C 2 H 4, etan C 2 H 6 - "etilen hidroksid" formule C 2 H 2 (C 2 H 4).

Berthelot je dokazao nemogućnost odraza prostorne konfiguracije molekula uz pomoć strukturnih formula. Godine 1890. sve naučni svet primijetio je trijumf teorije hemijske strukture, ali Berthelot je nastavio da prikazuje benzen C 6 H 6 sa formulom C 12 H 6, nitrobenzen C 6 H 5 NO 2 - formula C 12 H 5 (AzO 4 ) O 2 .

Kada su se 1860. hemičari iz mnogih zemalja okupili u Karlsruheu na Međunarodnom kongresu o teorijske hemije, Berthelot je odbio da učestvuje na kongresu. Nedosljednost i nedosljednost Berthelotovih pogleda očitovala su se na mnogo načina: na primjer, poričući postojanje atoma i molekula, on je istovremeno tvrdio mogućnost transformacije hemijski elementi, vjerujući da se mogu "fabrikovati".

Na kraju svog života, Berthelot je smogao snage da napusti svoje prethodne ideje i prihvati ono čemu se toliko dugo protivio.

Pierre Eugene Marcellin Berthelot (25. oktobar 1827, Pariz - 18. mart 1907, Pariz) - francuski fizički hemičar i javna ličnost.

Francuski organski hemičar i fizikalni hemičar, istoričar nauke, javna ličnost. Rođen u Parizu u porodici lekara 25. oktobra 1827. Završio je Licej Henrija IV, zatim Univerzitet u Parizu. Godine 1851. dobio je mjesto asistenta profesora A.J. Balarda na College de France, 1859. je postao profesor hemije na Višoj farmaceutskoj školi u Parizu, 1865. je osnovao i vodio katedru za organsku hemiju na College de France . Od 1876. - inspektor više obrazovanje, 1886-1887 - ministar narodnog obrazovanja, od 1889 - neizostavan sekretar Pariške akademije nauka. 1895. bio je ministar vanjskih poslova.

Materijalni uspjeh koji čovječanstvo duguje nauci čak je i najmanja od koristi koje su rezultat njenih aktivnosti: ona predstavlja zakonska prava na neuporedivo veće područje, na moralno i društveno područje.

Berthelot Pierre Eugene Marcellin

AT hemijska nauka Berthelot je postao poznat kao jedan od osnivača organske sinteze. Koristeći originalne metode, prvi je iz elemenata i najjednostavnijih polaznih supstanci dobio mnoga nova i već poznata prirodna jedinjenja vezana za različite klase. Godine 1853-1854, proučavajući interakciju glicerola i masnih kiselina (stearinske, palmitinske, oleinske, itd.), dobio je analoge prirodnih masti, čime je dokazao mogućnost njihove sinteze. Ovi radovi uvršteni su u sve udžbenike organske i biološke hemije, kao i u rasprave o filozofiji, kao primjer transformacije "stvari po sebi" u "stvar za nas". Od fundamentalnog značaja bila je sinteza etilnog alkohola iz etilena i vode uz učešće sumporne kiseline (1854), što je otvorilo put novom načinu proizvodnje ovog važnog jedinjenja. Ranije se etilni alkohol dobijao samo fermentacijom šećera.

Posebno mesto u Berthelotovom istraživanju zauzimaju ugljovodonici, kojima je posvećeno pola veka (sa prekidima) naučnikovog rada, brojni članci i generalizujući rad Ugljovodonici. Eksperimentalne studije. 1851-1901 (Les carbures d'hydrogène, v. 1-3, 1901). Berthelot je izvršio masovne sinteze ovih spojeva i njihovih derivata jednostavne supstance, ponekad čak i od hemijskih elemenata. Tako je iz ugljika i vodonika u naponskom luku dobio acetilen, a na njegovoj osnovi - benzol, stiren, naftalen i složene aromatične i kondenzirane sisteme. Godine 1867. Berthelot je predložio univerzalna metoda redukcija organskih spojeva jodidom vodikom, koja je bila naširoko korištena prije otkrića katalitičke hidrogenacije plinovitim vodikom.

Počevši od 1865. godine, Berthelot se aktivno bavio termohemijom, provodio opsežna kalorimetrijska istraživanja, koja su dovela, posebno, do pronalaska "kalorimetrijske bombe" (1881.); posjeduje koncept "egzotermne" i "endotermne" reakcije. Berthelot je dobio opsežne podatke o toplinskim efektima velikog broja reakcija, o toplini raspadanja i stvaranja mnogih tvari. Naučnik je izložio svoje termohemijske ideje u dvotomnoj knjizi Thermochemistry (Thermochimie, v. 1-2, 1897).

Berthelot je takođe proučavao hemiju i fizikohemiju eksploziva (proučavao je obrasce njihovog sagorevanja, odredio brzinu širenja eksplozivnog talasa i uspostavio proizvodnju eksploziva za odbranu Pariza tokom opsade grada od strane Nemaca u 1870). Radovi naučnika poznati su i u oblasti poljoprivredne hemije i biohemije. Berthelot je otkrio ulogu ugljika, vodika, dušika i drugih elemenata u rastu i razvoju biljaka, otkrio da se fiksacija dušika događa u tlu naseljenom mikroorganizmima. Ove, kao i druge studije iz oblasti biohemije, on je predstavio u 4-tomnom delu Biljna hemija i agronomija (Chimie végétale et agricole, v. 1-4, 1899).

Berthelot, Pierre Eugene Marcellin

Francuski hemičar i javna ličnost Pierre Eugene Marcellin Berthelot rođen je u Parizu u porodici ljekara. U početku je Berthelot studirao medicinu, ali je pod uticajem predavanja T. Peluza i J. Dumasa odlučio da se posveti hemiji. Nakon što je 1849. diplomirao na Univerzitetu u Parizu, radio je u laboratoriji Peluza, a od 1851. - na College de France kod A. J. Balarda. Godine 1859-1864. Berthelot je bio profesor hemije na Višoj farmaceutskoj školi u Parizu 1864-1906. profesor na College de France.

Godine 1851. Berthelot je započeo svoj rad na sintezi organskih jedinjenja iz elemenata. Berthelot je sintetizirao mnoge od najjednostavnijih ugljikovodika - metan, etilen, acetilen, benzen, a zatim na njihovoj osnovi - više složene veze. Godine 1853-1854. Interakcionom interakcijom glicerola i masnih kiselina Berthelot je dobio analoge prirodnih masti i tako. dokazala mogućnost njihove sinteze. Usput je ustanovio da je glicerin trohidrični alkohol. Od fundamentalnog značaja bila je sinteza etil alkohola hidratacijom etilena u prisustvu sumporne kiseline (1854); prije toga se etilni alkohol dobivao samo fermentacijom slatkih tvari. Berthelot je ovim sintezama nanio konačni poraz konceptu "životne snage".

Godine 1861–1863 Berthelot je zajedno sa francuskim hemičarom L. Pean de Saint-Gillesom objavio studije o brzini formiranja estera iz alkohola i kiselina, koje zauzimaju istaknuto mjesto u historiji kemijske kinetike. Berthelot zauzima počasno mjesto među osnivačima termohemije. Izvršio je opsežna kalorimetrijska istraživanja, koja su dovela do pronalaska kalorimetrijske bombe 1881. godine i uveo koncepte "egzotermne" i "endotermne" reakcije. Razvijajući termohemijske ideje danskog hemičara J. Thomsena, Berthelot je 1867. godine postavio princip maksimalnog rada (Berthelot-Thomsenov princip), prema kojem se svi spontani procesi odvijaju u pravcu najveće proizvodnje toplote.

Osim toga, Berthelot je proučavao djelovanje eksploziva: temperaturu eksplozije, brzinu sagorijevanja i širenja eksplozivnog vala, itd. Postavio je temelje za proučavanje terpena. Godine 1867. Berthelot je predložio opšta metoda redukcija organskih jedinjenja jodidom vodikom. Baveći se agrohemijskim istraživanjima, Berthelot je rasvijetlio značaj ugljika, vodika, dušika i drugih elemenata u biljkama i predložio mogućnost fiksiranja slobodnog dušika u tlu naseljenom mikroorganizmima i nepokrivenom vegetacijom.

Berthelot je također bio jedan od najvećih istoričara hemije. Godine 1885. objavljeno je njegovo djelo "Poreklo alhemije". Godine 1887–1893 Berthelot je objavio zbirke starogrčkih, zapadnoevropskih, sirijskih i arapskih alhemijskih rukopisa, s prijevodima, komentarima i kritikama. Berthelot posjeduje knjigu „Revolucija u hemiji. Lavoisier" (1890).

Autor čuvenih hemijskih sinteza, svestrano obrazovani naučnik, Berthelot je u nizu slučajeva bio nedosledan. Dugo je poricao atomsko-molekularnu teoriju, teoriju hemijske strukture, periodični zakon, teorija elektrolitičke disocijacije. Smatrao je da je koncept molekula neodređen, atom hipotetički, a valencija iluzorna kategorija. Međutim, kao pravi naučnik, već u opadajućim godinama, okružen oreolom slave, našao je hrabrosti da napusti svoje prethodne ideje. Svoje odbijanje izrazio je sledećim rečima: „Glavna dužnost naučnika nije da pokušava da dokaže nepogrešivost svog mišljenja, već da uvek bude spreman da napusti svako gledište koje se čini nedokazanim, iz svakog iskustva koje se pokaže pogrešnim. .”

Pored naučnog rada, Berthelot se aktivno bavio društvenim i političkim aktivnostima. Od 1876. Berthelot se bavio obrazovanjem: bio je generalni inspektor visokog obrazovanja, a 1886-1887. - ministar narodnog obrazovanja i likovnih umjetnosti. Godine 1895–1896 Berthelot je bio francuski ministar vanjskih poslova. Nasljednik tradicije enciklopedista iz 18. stoljeća, Berthelot je bio dosljedan ateista, zagovarajući proširenje obrazovanja, za sjedinjenje prirodnih nauka i filozofije. Duboko vjerujući u transformativnu moć nauke, Berthelot je vjerovao da se uz njenu pomoć i društveni problemi mogu riješiti bez revolucionarnih preokreta.