Анри Муассан

Анри Муассан (фр. Ferdinand Frédéric Henri Moissan; 28 сентября 1852, Париж — 20 февраля 1907, Париж) — французский химик и фармацевт, лауреат Нобелевской премии по химии 1906 года. Известен главным образом как учёный, впервые получивший в чистом виде фтор и разработавший электрическую дуговую печь, названную его именем. Внёс также значительный вклад в химию карбидов и металлов, а также в минералогию.

Биография

Ранние годы и образование

Фердинанд Фредерик Анри Муассан родился 28 сентября 1852 года в Париже в семье служащего Восточной железнодорожной компании. Семья не была богатой, и юный Анри был вынужден рано начать работать. Первоначально он поступил учеником в аптеку, что определило его интерес к химии. В 1872 году он начал обучение в Школе фармации (École de Pharmacie) в Париже, где проявил выдающиеся способности. В 1874 году он получил диплом фармацевта первой степени, а в 1879 году — степень бакалавра наук.

В 1880 году Муассан защитил докторскую диссертацию по химии, посвящённую оксидам железа и их соединениям с цианидами. После защиты он начал преподавательскую карьеру: сначала в качестве ассистента в Школе фармации, затем — профессора токсикологии (1886) и, наконец, профессора неорганической химии в Сорбонне (1900).

Профессорская деятельность

С 1886 года Муассан занимал кафедру токсикологии в Школе фармации, а в 1900 году стал профессором неорганической химии в Парижском университете (Сорбонна). Он создал крупную научную школу, воспитав многих известных химиков. Его лаборатория в Сорбонне стала одним из ведущих центров экспериментальной химии своего времени. Муассан был известен как блестящий экспериментатор, не боявшийся работать с опасными веществами.

Научные достижения

Получение фтора

Главным научным достижением Муассана стало выделение фтора в чистом виде. Фтор — один из самых химически активных элементов, и его получение долгое время считалось неразрешимой задачей. Многие химики XIX века, включая Дэви, Гей-Люссака и Тенара, пытались выделить фтор, но безуспешно (некоторые из них пострадали от отравления).

Муассан начал свои эксперименты в 1884 году. Он использовал электролиз безводного фтористого водорода, в который добавлял фторид калия (KF) для повышения электропроводности. Ключевой проблемой была агрессивность фтора, разрушавшего все материалы электролизёра. Муассан разработал специальную U-образную электролизную ячейку из платины, а электроды изготовил из платино-иридиевого сплава. Ячейка охлаждалась до температуры −50 °C с помощью жидкого хлористого этила.

26 июня 1886 года Муассан впервые получил газообразный фтор. Он сообщил об этом в Парижскую академию наук, и комиссия во главе с Дебре и Бертло подтвердила открытие. За это достижение Муассан был награждён медалью Дэви Лондонского королевского общества (1889) и Нобелевской премией по химии (1906). В своей Нобелевской лекции он отметил, что получение фтора стало возможным благодаря сочетанию низких температур, использования платиновой аппаратуры и тщательного контроля условий электролиза.

Электрическая дуговая печь Муассана

В 1892 году Муассан сконструировал электрическую дуговую печь, которая позволяла достигать температур до 3500 °C. Печь представляла собой два графитовых электрода, между которыми возникала электрическая дуга. Тигель с образцом помещался вблизи дуги. Для теплоизоляции использовался известняк или магнезит.

Эта печь произвела революцию в химии высоких температур. С её помощью Муассан смог:

• Получать и исследовать тугоплавкие металлы (вольфрам, молибден, ванадий, хром, марганец, уран).
• Синтезировать карбиды металлов, в том числе карбид кальция (CaC₂), который при реакции с водой даёт ацетилен.
• Плавно проводить восстановление оксидов металлов углеродом.
• Исследовать поведение материалов при экстремальных температурах.

Печь Муассана стала прообразом современных дуговых печей, используемых в металлургии и материаловедении.

Исследования карбидов и металлов

Муассан систематически изучал карбиды различных элементов. Он синтезировал карбиды кальция, стронция, бария, алюминия, кремния, бора, титана, циркония и других металлов. Эти работы заложили основы химии карбидов — важного класса соединений, используемых в производстве абразивов, огнеупоров и в металлургии.

Кроме того, Муассан занимался получением чистых металлов. Он разработал методы восстановления оксидов металлов с помощью углерода в дуговой печи, что позволило получить высокочистые образцы хрома, молибдена, вольфрама и ванадия. Эти металлы нашли применение в производстве легированных сталей.

Минералогия и открытие муассанита

В 1893 году при исследовании образцов из Каньона Дьявола (Аризона, США) Муассан обнаружил микроскопические кристаллы неизвестного минерала. Он идентифицировал их как карбид кремния (SiC). В 1905 году этот минерал был назван в его честь муассанитом (moissanite). Природный муассанит встречается крайне редко, в основном в метеоритах и кимберлитах. В настоящее время синтетический карбид кремния широко используется в качестве абразива, полупроводника и в ювелирном деле (как имитация алмаза).

Признание и награды

• 1889 — Медаль Дэви Лондонского королевского общества.
• 1898 — Иностранный член-корреспондент Петербургской академии наук.
• 1900 — Командор ордена Почётного легиона.
• 1906 — Нобелевская премия по химии «за получение элемента фтора и введение в лабораторную и промышленную практику электрической печи, названной его именем».
• Член Парижской академии наук (с 1891), Лондонского королевского общества, Берлинской академии наук и других научных обществ.

Смерть

Анри Муассан скоропостижно скончался 20 февраля 1907 года в Париже от острого аппендицита. Он был похоронен на кладбище Пер-Лашез. Его смерть наступила всего через несколько месяцев после получения Нобелевской премии.

Интересные факты

• Муассан был известен своей исключительной осторожностью при работе с фтором. Он всегда работал в толстых резиновых перчатках и защитной маске, а аппаратуру помещал в вытяжной шкаф.
• В 1890-х годах Муассан безуспешно пытался синтезировать алмаз, нагревая углерод в железном тигле в дуговой печи. Он получил мелкие кристаллы, которые, как позже выяснилось, были не алмазом, а карбидом кремния.
• Синтетический муассанит (карбид кремния) в ювелирных изделиях часто называют «алмазом Муассана», хотя это не алмаз, а его имитация.
• В честь Муассана назван кратер на Луне (Moissan).

Источники

• Nobel Lectures, Chemistry 1901–1921, Elsevier Publishing Company, Amsterdam, 1966.
• Tilden, W. A. (1907). «Henri Moissan». Journal of the Chemical Society, Transactions, 91, 637–642.
• Stock, A. (1907). «Henri Moissan». Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 40(2), 2501–2514.
• Фёдоров, А. С. (1985). «Творцы науки о металлах». М.: Наука.
• Соловьёв, Ю. И. (1988). «История химии в России». М.: Наука.