> Техника, страница 89 > Физическая химия

Физическая химия

Физическая химия, наука, изучающая физич. и химич. процессы в их взаимной связи, а также процессы физико-химические, относительно которых трудно, а иногда и невозможно решить, относится ли их изучение к области физики или химии. Являясь наиболее типичной и весьма совершенной пограничной научной дисциплиной, связывающей физику с химией, Ф. х. приобрела тем самым исключительно большое прикладное значение во всех естественных, технологич. и медицинских науках. Широко пользуясь методами, выработанными физикой (точным, строго количественным экспериментом и математич. методами исследования), Ф. х. полностью охватывает весь обширнейший материал минеральной, органич. и биоло-гич. химии, перерабатывая его, открывая новые количественные закономерности, являющиеся руководящими во всех областях технологии. Ф. х. стремится количественно объяснить процессы, исходя из современных представлений о строении вещества, прочно обоснован ных экспериментально. Т. 0. почти все отделы физики используются Ф. х., а в значительной мере и переходят в нее. Таковы термодинамика (физико-химич. процессов), физич. оптика, молекулярная физика, учение о диэлектриках, проводниках, диа- и парамагнитных телах и т. д. Лишь общие отделы физики, имеющие преимущественно значение вспомогательного-математич. аппарата (области физич. механики, геометрии, оптика, акустика, электростатика с электродинамикой), не стоят в непосредственной связи с Ф. х. Однако, прилагая эти «отвлеченные» области физики к изучению вещества, к реальным физич. телам, мы сейчас же переходим в область Ф. X., т. к. одна из основных ее задач заключается в установлении связи между физич. свойствами тел и химич. составом и строением образующих их веществ. Указанная выше огромная роль Ф. х. в современной науке и ее пограничное объединяющее значение выражаются в том, что Ф. х. часто называют химической физикой или физи-ко-химией. Последний термин наиболее жизнеспособен и интересен, т. к. указывгет на единение обеих основных наук о природе. Ф. х. изучает все простейшие виды движений материи в их взаимной связи и в переходах из одного вида в другой—механические движения тел и их элементов как целого, молекулярнотепловые движения, характерные для молекулярных сомножеств, и наконец химич. движения, наиболее резко выявляющие качественные превращения вещества. Все физико-химич. явления, происходящие в живых организмах и имеющие в их жизни столь большое значение, составляют особую и сложную ветвь Ф. х., физико-химическую биологию, составляющую приложение Ф. х. к физиологии, биологии, медицине.

Ф. х. можно определить как науку, изучающую: 1) законы физич. процессов, связанных с химич. реакциями (например законы взаимного-превращения различных форм энергии при химич. реакциях); 2) законы физико-химич. процессов, лежащих на грани между физикой И химией; 3) течение химич. реакций путем исследования их физич. методами, куда относятся: а) экспериментальные методы—измёре-ние физич. величин (констант), изменяющихся в ходе реакции, и б) теоретич. методы—применение физич. статистики и представлений о-строении вещества; 4) связь физич. свойств тела (наблюдаемых физич. явлений) с химич. составом и строением веществ, что особенно важно для всех областей материаловедения. Физико-химич. минералогия, геология и кристаллография, являясь прикладными отраслями Ф. X., служат в значительной мере фундаментом для указанных наук. Т. о. современную Ф. х. можйо считать основанием каждой из наук о природе и каждой области технологии. В связи с совершенно своеобразной молекулярной структурой и своеобразными свойствами поверхностных слоев на границе двух любых соприкасающихся тел выделилась особая отрасль Ф.х., их изучающая,—ф и з и к о-х и м и я поверхностных явлен и й—область, имеющая особенно большое значение в физи-ко-химии коллоидов, систем с сильно развитой поверхностью соприкосновения обоих образующих их тел (фаз) благодаря сильному измельчению одного из них в среде другого. С ярко выраженными особенностями и своеобразием поверхностных явлений тесно связано их or-

ромное значение в самых разнообразных областях современной технологии и науки: все процессы обмена веществ между двумя соприкасающимися фазами, то есть все гетерогенные физико-химические процессы и химические реакции [растворение и коррозия, конденсация, испарение, кристаллизация, установление электродных потенциалов, многие явления при электролизе, явления гетерогенного катализа (контакта), явления фотоэффекта и термоэлектронные явления в катодных лампах и т. д.], определяются по крайней мере в их кинетике, то есть в их скорости, природой и особыми свойствами структуры поверхностных пограничных слоев. Т. к. огромное большинство процессов химич. технологии, технологии металлов и строительных материалов составляют процессы гетерогенные, протекающие с участием двух или большего числа соприкасающихся фаз, значение физико-химии поверхностных явлений во всех указанных областях исключительно велико. В виду необычайного разнообразия областей, охватываемых Ф. х., из нее выделился постепенно ряд дисциплин, являющихся теперь уже вполне самостоятельными науками. Таковы по степени их значения: физико-химия коллоидов, электрохимия (смотрите), фотохимия, термохимия (физико-химич. термодинамика), химич. кинетика и катализ, физико-химич. биология и др. Благодаря тому что Ф. х. развивалась в последнее время и является вполне современной наукой,в ней нельзя найти грани между «общими основаниями» и «техническими поиложениями».

Моментом окончательного оформления Ф. х. как отдельной науки в научной литературе принято считать 1887 г.—год возникновения первого и основного, по существу международного, периодич. органа—«Zeitschrift fur physikalische Chemie»,—основанного В. Оствальдом, Вант-Гоффом и С. Аррениусом. Журнал этот (а также и появившиеся впоследствии франц. и англо-америк. одноименные журналы) чрезвычайно разросся, а в последнее время—с 1929 г.—разделился на две серии «А» и «В», гл. обр. в связи с тем, что новые области Ф. х., включающие исследования, наиболее непосредственно и тесно связанные с вопросами строения вещества и с физико-химич. статистикой, чрезвычайно разрослись (они были выделены в серию «В» журнала и часто объединяются термином химическая физика). С этого же времени в Германии и других странах начался быстрый рост исследовательских ин-тов—лабораторий по общей Ф. х. и ее различным областям, сначала при университетах и других высших учебных заведениях, а затем—в виде самостоятельных организаций, приобретавших обычно большое технология. и военное значение (например исследовательский ин-т по физич. химии и электрохимии в Берлине—Дале-ме—Kaiser Wilhelm Institut fur physikalische Chemie und Elektrochemie). На территории СССР особенно сильное развитие Ф. х. получила со времени Октябрьской революции. Если до этого исследовательская работа по Ф. х. велась только в скромных лабораториях высшей школы, то к настоящему времени СССР имеет ряд мощных физико-химич. исследовательских учреждении—центральные исследовательские ин-ты по Ф. х.: Институт Ф. х. имени Карпова в Москве, Институт химич. физики в Ленинграде, физико-химич. лаборатории в целом ряде других ин-тов (Академия наук, Институты прикладной минералогии и цветных металлов в Москве, Биохимический институт и другие учреждения в системе НКТяжпрома, НКЛегпрома, НКПроса, НКЗема и НКЗдрава). В 1930 г. обширная русская литература по Ф. х. получила свой периодич. орган—«Журнал физич. химии». Т. к. однако процентная доля советских работ по Ф. х., печатаемых в научных физико-химич. журналах за границей (особенно в «Ztschr. f. phys. Chemie», «Kolloid-Zeitsehrift» и «Ztschr. f. Elektrochemie und angew. phys. Chemie»), стала за революционные годы весьма большой, в настоящее время в Москве создается (1934 г.) международный советский журнал по Ф. х., к-рый будет печатать работы на нем., англ, и франц. языках по примеру аналогия, харьковского физич. журнала «Physikalische Ztschr. d. Sowiet-union», имеющего большой успех.

Лит.: Бродский А., Физич. химия, т. 1—2,

Харьков—Днепропетровск, 1932—33; К о т ю к о в И., Физич. химия, 2 изд., т. 1, Томск, 1933; Песков Н., Физ.-хим. основы коллоидной науки, М. — Л., 1932; Вознесенский С. и Ребиндер П., Руковод ство к лабораторным работам по физ. химии, М.—Л., 1928; Nernst W., Theoretische Chemie, Stg., 1928—31; J e 1 Η n e k К., Lehrbuch der phys. Chemie, В. 1—5, 2 Aufl.; Osiwald Wilh., Lehrbuch der allgem. Chemie, В. 1—2, Lpz., 1910—11; Freundlich H., Kapil-larchemie, 4 Aufl., В. 1—2, Lpz., 1930—32. П. Ргбиндер.