Роберт Вильгельм Бунзен

Роберт Вильгельм Бунзен (1811-99) – немецкий химик, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1862). Совместно с Г. Р. Кирхгофом положил начало спектральному анализу (1854-59), открыл цезий (1860), рубидий (1861). Изобрел газовую горелку (1855), ледяной калориметр (1870). Разработал основы газового анализа (1857).

Роберт Бунзен родился 31 марта 1811, Геттинген. Скончался 16 августа 1899, в Гейдельберге.

Годы учебы. Начало исследовательской деятельности

Роберт родился в образованной и обеспеченной семье, отец его был профессором и библиотекарем Геттингенского университета. Бунзен получил первоначальное образование в гимназиях Геттингена и Гольцминдена. В 1828 он поступил в Геттингенский университет, где изучал химию, физику, геологию, минералогию, ботанику, анатомию и математику. Его учителем химии был Ф. Штромейер, открывший кадмий.

Роберт Бунзен окончил университет в 1831. Его докторская диссертация была посвящена разработке новых измерительных приборов. После защиты диссертации Бунзен получил стипендию для стажировки в лабораториях Берлина и Вены (1832-33). По возвращении домой он стал приват-доцентом в Геттингенском университете (1833).

В 1836 Бунзен получил кафедру химии в Высшей промышленной школе в Касселе, где ранее работал Фридрих Велер. Здесь Роберт начал большой цикл работ по изучению органических соединений мышьяка, исследованием которых он занимался на протяжении нескольких лет (1837-43). Эта работа была крайне опасна для здоровья. При взрыве в лаборатории Бунзен потерял глаз, несколько раз получал сильнейшие отравления, но несмотря ни на что продолжал эксперименты. Бунзен выделил чистую окись тетраметилдиарсина и назвал ее алкаларсином. Он полагал, что им получен свободный радикал какодил (диметиларсин), и приготовил ряд его производных — фторид, бромид, иодид, цианид и др. Полученные Бунзеном результаты стали одними из самых веских доводов в пользу правоты теории радикалов.

В 1839 Роберта Бунзена пригласили в Марбургский университет на должность экстраординарного профессора химии и директора химического института, через два года он стал ординарным профессором. В Марбурге Бунзен занимался исследованиями в области электрохимии, а также изучением реакций в газовых смесях.

В 1846 по поручению датского правительства Бунзен проводил минералогические и геохимические исследования в Исландии, изучал деятельность гейзеров.

В 1851 ученый был приглашен заведовать кафедрой химии в университете в Бреслау (ныне Вроцлав), а в 1852 — в университете Гейдельберга. Он проработал здесь вплоть до своей отставки по возрасту в 1889 году. В Гейдельберге Бунзен вместе с Г. Р. Кирхгофом разработал спектральный анализ.

Роберт Бунзен был превосходным преподавателем. В его лабораторию в Гейдельберге стремились многие молодые ученые, желавшие серьезно заниматься химией. В разные годы его учениками были Э. Франкленд, А. В. Г. Кольбе, Г. Э. Роско, К. Шорлеммер, Э. Эрленмейер, В. Мейер, Д. И. Менделеев, А. фон Велбсбах, А. Байер, Л. Н. Шишков, Ф. Ф. Бельштейн, Х. Г. Ландтольд и др.

Для лабораторных работ и демонстрации опытов на лекциях Бунзен применял эффективные и удивительные по простоте приборы. Он изобрел фотометр с жировым пятном (1843), клапан Бунзена, сконструировал газовую горелку (1855), прибор для газового анализа, водоструйный насос, усовершенствовал калориметры различных конструкций.

Открытие спектрального анализа

Одним из важнейших результатов научной деятельности Роберта Бунзена стала разработка им совместно с Г. Р. Кирхгофом спектрального анализа. В 1859-60 они обнаружили, что излучение жидких или твердых тел, раскаленных добела, или газов, находящихся под большим давлением, разлагается призмой на сплошной спектр и что каждый элемент излучает характерный для него спектр. В 1860 они создали первый спектроскоп, с помощью которого относительно простым способом можно было установить спектр любого элемента. Этот прибор оказался превосходным инструментом для определения очень малых (следовых) количеств различных веществ. Они установили, что желтая линия натрия и D-линия солнечного света имеют одинаковую длину волны, обнаружили совпадение 70 линий солнечного спектра и спектральных линий химических элементов. Использование спектрального анализа позволило значительно увеличить число известных элементов.

Уже в 1860 Роберт Бунзен открыл при спектральном анализе минеральных вод из Дюркхайма цезий, а в 1861 в минерале лепидолите из Саксонии — рубидий. С помощью спектрального анализа другими химиками были открыты таллий (Крукс, 1861), индий (Ф. Райх, И. Рихтер, 1863), некоторые инертные газы, актиноиды и др. Благодаря спектральному анализу стало возможным исследование химического состава звезд, несмотря на их удаленность от Земли.

Газовый анализ. Исследования в области электрохимии

Исследования Бунзена всегда были подчинены решению практических задач. Появление газового анализа в значительной мере было обусловлено потребностями производства чугуна. С 1838 по 1845 Бунзен исследовал доменные и колошниковые газы. Он установил, что с ними из печи выносится более половины тепла, необходимого для процесса. Почти все приборы и методы для газового анализа Бунзен разработал сам. В основу анализа газов он положил их поглощение и сжигание. Он усовершенствовал способ разделения газов, способ измерения их объема. Роберт Бунзен внедрил эти методы в практику металлургического производства. Ход анализа он описал в своей книге «Газометрические методы» (1857).

Бунзен внес большой вклад в развитие электрохимии. Ему принадлежит идея заменить дорогие гальванические электроды из благородных металлов угольными пластинами. Бунзен создал угольно-цинковый гальванический элемент (1841). При помощи новых гальванических элементов он в 1852 путем электролиза расплавов хлоридов металлов получил металлический магний, а в 1854-55 — литий, кальций, стронций, барий и алюминий, заложив тем самым основу металлургии легких металлов.

Роберт Бунзен изучал действие света на химические процессы, в частности на взаимодействие хлора с водородом. В 1862 Бунзен и его ученик Г. Э. Роско установили количественные закономерности фотохимических процессов, которые были сформулированы в законе Бунзена-Роско.

Бунзен получил цианистый калий (1845), измерил теплоемкость индия. Он усовершенствовал (1853) иодометрический анализ, предложив метод титрования с йодом и тиосульфатом натрия.

В 1857 он вместе с Л. Н. Шишковым исследовал процесс сгорания пороха.

В признание научных заслуг Роберт Бунзен был избран членом многих Академий наук. В 1862 он стал иностранным членом-корреспондентом Петербургской АН.