Легче воздуха: как Уильям Рамзай открыл инертные газы

Долгое время считалось, что атмосфера состоит только из кислорода, азота и небольшого количества водяного пара. Первым, кто обнаружил, что эти вещества далеко не одиноки, был химик Уильям Рамзай. Он выделил и описал целую группу химических элементов — инертные, или благородные газы.

Химик по «мужской линии»: юность и образование Уильяма Рамзая

Уильям Рамзай родился в семье ученых в 1852 году. Детство мальчика прошло в таунхаусе, расположенном в центре Глазго. Уильям восхищенно наблюдал за химическими опытами своего деда и с интересом слушал об очередной геологической экспедиции дяди Эндрю Раймзая.

Родители решили отправить мальчика подготовительную школу, где он изучал арифметику, английский, французский и латинский языки. В возрасте 10 лет он поступил в Академию Глазго и впервые задумался о будущем химика.

Его увлечениям способствовал отец. Заметив тягу к опытам, он подарил Уильяму книгу Томаса Грэма и набор юного экспериментатора: фосфор, серную кислоту, бертолетову соль и лабораторную посуду. Рамзай младший научился получать кислород и водород, а также попробовал себя в выдувании стекла.

Вскоре Уильям четко решил: он станет химиком. В 1866 году будущий ученый поступил в Университет Глазго и уже через три года взял курс у исследователя Томаса Андерсона. Одновременно с этим Рамзай работал в местной лаборатории.

Маленькими шагами к большой науке: первые исследования Рамзая

В 1870 году Рамзай продолжил учебу в Германии. Он проводил опыты с толуиловыми и нитротолуиновыми кислотами в лаборатории Тюбингенского университета. Уильям Рамзай стал первым, кто получил пиколиновую кислоту, а также альфа- и бета- дикарбопиридиновые кислоты.

Однако началась Франко-прусская война, и ученый был вынужден прервать исследования и вернуться в Шотландию. Он устроился к Томасу Андерсону в качестве помощника в Университет Стратклайда. В скором времени он стал заведовать кафедрой химии в Университетском колледже Бристоля, где познакомился со своей будущей женой Маргарет Буханан.

Уильям Рамзай продолжал заниматься органической химией и проводил опыты с анестезирующими веществами. В 1880-е годы ученый посвятил себя изучению эфиров, проверяя изменчивость их свойств при высоких температурах. Рамзай также исследовал гидросульфиды и искал способы определить долю металлов в ртутных растворах.

Химик также был одним из лучших преподавателей Колледжа Андерсона и университета в Бристоле. Он написал и издал учебные пособия для своих студентов: в книгах Рамзай рассмотрел теорию на собственных экспериментах. В 1887 году ученый получил приглашение на должность руководителя кафедры химии в колледже при Лондонском университете.

Открытие аргона, гелия, криптона и других инертных газов

Именно в Лондоне Уильм Рамзай углубился в процессы испарения и диссоциации паров и различных жидкостей. Он заметил, что атмосферный азот был плотнее, чем «лабораторный». Тогда Рамзай выдвинул предположение: это случалось потому, что в воздухе на самом деле находился... еще один газ.

В 1894 Уильям Рамзай встретился с лордом Рэлеем, чтобы обсудить эти наблюдения. Дальнейшие исследования ученые продолжили уже вдвоем. Им действительно удалось найти «шпиона»: в том же году они обнаружили в составе атмосферы газ аргон. Химики объявили об итогах работы на собрании Королевского общества в 1895 году.

Другие открытия не заставили себя долго ждать. Когда Рамзай узнал, что геолог Уильям Хиллебранд получил еще один газ путем нагревания минералов, то начал искать в нем следы аргона. Но нашел кое-что интереснее: в составе обнаружился гелий, принадлежащий тому же семейству, что и аргон.

В 1890-х годы Уильям Рамзай путем медленного повышения температуры смог выделить еще три инертных газа: криптон, неон и ксенон, а также нашел гелий на Земле. Уже в 1904 году Рамзай стал обладателем Нобелевской премии по химии «в знак признания открытия им в атмосфере различных инертных газов и определения их места в периодической системе».

Вскоре Уильяма Рамзая заинтересовали радиоактивные элементы. Тогда химик отправился в лабораторию Беккереля, где начал изучать эманацию радия в гелий с Фредериком Содди. Физик Эрнест Резерфорд высказал предположение, что «конечный» газ принадлежал к группе инертных. В 1904 году Рамзай действительно обнаружил новый компонент и назвал его радон.

Последние годы жизни Уильяма Рамзая

В 1910 году ученый был вынужден оставить работу в колледже. Однако он все же проводил исследования дома: для этого химик оборудовал одну из свободных комнат как лабораторию.

Вскоре у Рамзая обнаружили рак — злокачественные клетки множились из-за постоянных экспериментов с радиоактивными веществами. В 1915 году химик перенес операцию. Тем не менее его здоровье продолжало ухудшаться, и уже в следующем году в возрасте 63 лет Уильям Рамзай скончался.