Томас Грэм: Химия ғылымының негізін қалаушысы

Кіріспе

Британдық химик Томас Грэм (20 желтоқсан 1805 – 11 қыркүйек 1869) – шотланд химигі, диализ және газдардың диффузиясы саласындағы пионерлік жұмыстарымен белгілі. Ол коллоидтық химияның негізін салғандардың бірі деп есептеледі.

Өмір

Грэм Шотландияның Глазго қаласында дүниеге келді және Глазго орта мектебінде білім алды. Грэмнің әкесі сәтті тоқыма өндірушісі болды және ұлының Шотландия шіркеуіне қызмет етуін қалаған. Бірақ, әкесінің тілегіне қарсы, Грэм 1819 жылы Глазго университетіне студент болып түсті. Ол жерде химияға үлкен қызығушылық танытты және профессор Томас Томсоннан оқыды, ол жас жігіттің қабілетіне әсер етіп, бағалады. 1824 жылы магистр дәрежесін алғаннан кейін университеттен кетіп, кейін Эдинбург университетінде медицинаны оқыды, содан кейін Глазго университетінің Портленд-стрит медициналық мектебінде қысқа мерзімге химиядан сабақ берді. 1828 жылы ол Эдинбург Корольдік қоғамының құрметті мүшесі болып сайланды, оны Эдвард Тернер ұсынды. Ол 1831–33 жылдар аралығындағы қоғамның Кит медалін жеңіп алды. 1841 жылы Грэм Лондон химиялық қоғамын құрды. 1866 жылы ол Швеция Корольдік ғылым академиясының шетелдік мүшесі болып сайланды. Оның соңғы лауазымы – Монета сарайының басшысы, ол 1855 жылдан өліміне дейін қызмет етті. Ол осы лауазымды соңғы рет атқарушы және газды тарату құбылысы бойынша екінші болды. Бірінші жағдайда Грэм, бірдей қысым мен температурада қайталап өлшенгенде газдың диффузиялық араласу жылдамдығы оның тығыздығының квадрат түбіріне кері пропорционалды екенін, ал тығыздық пен молярлық масса арасындағы байланысты ескере отырып, молярлық массасының квадрат түбіріне де кері пропорционалды екенін анықтады. Сол сияқты, екінші жағдайда, газдың вакуумға кішкентай тесіктен таралуына қатысты, Грэм газдың таралу жылдамдығы оның молярлық массасының квадрат түбіріне кері пропорционалды екенін анықтады. Бұл екеуі кейде біріктірілген заң деп аталады (екі құбылысты да сипаттайды). Қолданбалы салаларда Грэм диализ саласында маңызды жаңалықтар жасады – бұл зерттеу және өнеркәсіптік салаларда, сондай-ақ қазіргі денсаулық сақтауда қолданылатын процесс. Грэмнің коллоидтарды зерттеуі оның коллоидтар мен кристаллоидтарды қазіргі заманғы бүйрек диализ машиналарын құруға негіз болған технологияны қолдана отырып, «диализер» арқылы бөлуге мүмкіндік берді. Бұл зерттеулер коллоидтық химия саласының негізін қалады, және Грэм оның негізін салушыларының бірі ретінде танылады. Ол сондай-ақ, қазір полимерлер деп білетін целлюлоза немесе крахмал сияқты заттардың белгісіз күштермен байланысқан кіші молекулалардан тұратынын айтқан ассоциация теориясын ұсынды. Бұл түсінік 1920 жылдардағы Герман Штаудингердің макромолекулалық теориясына дейін ең көп таралған түсінік болып қала берді.

Graham was born in Glasgow, Scotland and was educated at the High School of Glasgow. Graham's father was a successful textile manufacturer, and wanted his son to enter into the Church of Scotland. Instead, defying his father's wishes, Graham became a student at the University of Glasgow in 1819. There he developed a strong interest in chemistry, studying under Professor Thomas Thomson, who was impressed and influenced by the young man. He left the University after receiving his MA in 1824. He later studied medicine at the University of Edinburgh and then briefly taught chemistry at the Glasgow University Portland Street Medical School. In 1828 he was elected an Honorary Fellow of the Royal Society of Edinburgh, his proposer was Edward Turner. He won the Society's Keith Medal for the period 1831–33. where Graham founded the Chemical Society of London in 1841. In 1866, he was elected a foreign member of the Royal Swedish Academy of Sciences. His final position was the Master of the Mint, where he stayed from 1855 until his death. He was the last person to hold that position: and the second regarding gas effusion. In the former case, Graham deduced that when measured repeatedly under the same conditions of pressure and temperature, the rate of diffusive mixing of a gas is inversely proportional to the square root of its density, and given the relationship between density and molar mass, also inversely proportional to the square root of its molar mass. In the same way, in the latter case, regarding effusion of a gas through a pin hole in to a vacuum, Graham deduced that the rate of effusion of a gas is inversely proportional to the square root of its molar mass. These two are sometimes referred to as a combined law (describing both phenomena). In applied areas, Graham also made fundamental discoveries related to dialysis, a process used in research and industrial settings, as well as in modern health care. Graham's study of colloids resulted in his ability to separate colloids and crystalloids using a so called "dialyzer", using technology that is a rudimentary forerunner of technology in modern kidney dialysis machines. These studies were foundational in the field known as colloid chemistry, and Graham is credited as one of its founders. He also proposed the association theory which claimed that the substances such as cellulose or starch that we now know are polymers are composed from smaller molecules hold together by unknown forces. It remained the most popular explanation until Hermann Staudinger's macromolecular theory of 1920s.