Жизнь одного химика. Том 2 - страница 196
Наконец, введение в изучение коллоидных растворов влияния осмотического давления дает возможность в настоящее время осветить целый ряд явлений коллоидной химии и в применении к биологической химии и физиологии. Стойкость гидрозоля, его свертывание, адсорбция поверхности сгустков прибавленных к гидрозолю, веществ обусловливаются ионизацией и изменением осмотического давления, которое на основании опытных исследований могут быть количественно определены. Для всякого гидрозоля существует максимальное осмотическое давление, при котором он может еще существовать в жидком состоянии. До тех пор, пока не достигнуто это давление, гидрозоль можно концентрировать, но за этим пределом коллоид принимает форму гидрогеля. Все наши сведения относительно коллоидов были получены изучением искусственных коллоидов, так как они давали возможность подробно и аналитически проследить все изменения, связать физические ихимические их свойства со строением и создать теорию, которая давала возможность установить количественные отношения.
Нам предстоит теперь перенести эти методы изучения на органические и естественные коллоиды, которые играют существенную роль в жизни животных и растений. К сожалению, мы не можем похвастаться добытыми результатами, и причину надо искать в нерациональности тех методов, которые применялись до сих пор в физиологической химии при исследовании биохимических процессов. Приемы, которые необходимо применить для изучения коллоидов, сводятся к определению химической природы ядра, химической природы наружных ионов, числа этих ионов, величины сгустков и состава меж-сгустковой жидкости. Применение методов диализа, фильтрации, определения осмотического давления и электролиза даст возможность в будущем приблизиться к пониманию коллоидных процессов, и об’яснить их при помощи химизма и для процессов, совершающихся в организмах, а также в некоторых технических процессах, как-то: дубление кожи, крашение и т. д. В результате мы получим выводы, которыми впоследствии воспользуется наука не только для объяснения целого ряда химических процессов, но они будут иметь большое и важное значение в физиологической и биологической химии. Те старые толкования, которые мы придавали тому или другому ферменту или энзиму, должны быть пересмотрены после того, как в коллоидную химию будут введены указанные методы. Тогда, напр., тот-же диастаз явится только носителем особой пленки, в которой и сосредоточено в ничтожном количестве вещество, обуславливающее ту реакцию, которую мы в настоящее время приписываем самому диастазу.
Вы видите, как все законы, управляющие разноречивыми явлениями мира, подобны. Если мы предполагаем, что в ядре атома заложено положительное электричество, которое составляет существенную часть атома, но зато и самую инертную, то мы должны были принять, что все химические функции атома зависят, главным образом, от тех легчайших электронов, которые находятся на его периферии. Сходство в наших современных представлениях о строении атома и конституции сгустка золя с его пленкой в высшей степени поразительно. Ядро сгустка является только носителем ничтожной активной пленки, за счет которой совершаются все реакции со сгустком.
Мы можем здесь провести параллель между указанными коллоидными явлениями и теми явлениями, которые были открыты 30 лет тому назад Бухнером, который указал, что явление брожения происходит не вследствие жизнедеятельности ферментов, а вследствие присутствия некоторых веществ, находящихся в них в ничтожном количестве, которые он назвал зимазой. Если действительно разрушить организмы, прервать в них жизнь, то они тем не менее будут вызывать те же процессы брожения органических веществ, какие производят живые ферменты. Организм сам вырабатывает это вещество, сам-же является только его носителем.
Вы знаете, какой полный параллелизм, мы находим в различных областях химии, и если физико-химические методы мы будем применять в явлениях катализа, то, несомненно, успех в понимании каталитических реакций будет обеспечен.
Обращаясь теперь к явлениям катализа, мы должны видеть много сходного с явлениями коллоидной химии и адсорбции. Каталитические реакции могут происходить в гомогенной и гетерогенной среде, и эти виды катализа, конечно, будут существенно отличаться друг от друга и потребуют для своего об’яснения различных методов исследования. Вообще надо заметить, что характер каталитических процессов настолько разнообразен, что подыскать какую-нибудь теорию так же невозможно, как нельзя искать общую схему течения разнообразных химических процессов.
В этой речи я не в состоянии касаться даже в общих чертах тех теорий, которые существуют ныне для об’яснения хода каталитических реакций. Я позволю ебе обратить ваше внимание только на один вид гетерогенного катализа, который впервые был открыт мною 25 ет тому назад. Я имею в виду дегидрогенизацию алкоголей и дегидратацию алкоголей.
Для об’яснения каталитической дегидрогенизации алкоголей под влиянием металлов и их окислов, а также дегидратации спиртов под влиянием глинозема мною был высказан взгляд о необходимости искать химизм в явлениях катализа и об’яснять каталитические свойства того или другого вещества при помощи присущих ему химических свойств. С самого начала мною было указано, что введением катализатора мы сильно понижаем температуру, при которой происходит каталитическая реакция. Для течения данной реакции, хотя бы и экзотермической, требуется затрата определенной тепловой энергии, которая нужна и для сообщения импульса для начала реакции, и для того, чтобы катализатор мог проявить свое химическое действие. Одна затрата определенного количества тепловой энергии, как показывают опыты, не вызывает, например, разложения органического вещества; гораздо меньшее количество затраченной тепловой энергии при участии катализатора (неизменяемого по окончании процесса) может вызвать распад органического соединения, а потому естественно является предположение, что катализатор трансформирует тепловую энергию в химическую, что и обуславливает ход процесса при гораздо низшей температуре.
