Початок електрохімії

Початок електрохімії Вольта вважав, що причина гальванічного струму в зіткненні металів. Правда, при роботі з елементами Вольта помічав окислення металевих пластинок, зокрема цинку. Але він вважав, що це побічне явище і його можна усунути вдалим розташуванням електродів. «Вдалого» розташування йому знайти так і не вдалося: якщо не було окислення, не було і струму, а наявність струму в стовпі супроводжувалося хімічними змінами на електродах.

Ще раніше Вольта визначив, що дія різних речовин у стовпі далеко не однаково. По силі дії їх можна розташувати в ряд, де більший ефект буде відповідати металів, найбільш віддаленим у рядку один від одного. Перший ряд напруг» виглядав у нього так: цинк, олово, свинець, залізо, латунь, бронза, мідь, платина, золото, срібло, ртуть, графіт, деревне вугілля. Дійсно, все так і виходило, але тільки якщо будь-яка пара металів була розділена вологим провідником. Не звертаючи уваги на видимі хімічні зміни на поверхні металів у стовпі, Вольта вважав, що при чисто металевому, «сухому» зіткненні порушені напруги взаємно знищуються.

Швидке окислення металів в вольта стовпі відзначали і намагалися пояснити багато вчених. Окислення цинкових пластинок зауважив, наприклад, у 1800 р. Луїджі Бруньятелли з університету в Павії, перший з учених, кому Вольта показав свій новий прилад. Пізніше про окисленні металів при «мокрому» контакті писав інший вчений, Джованні Фабброни. Не лежать в основі дії вольтова стовпа хімічні реакції? Ця думка не могла, звичайно, не прийти в голову вченим. Але далі припущень справа не рухалася.

Між тим «ряд напруг» металів, установлений Вольтою, був тотожний ряду металів, розміщених по їх спорідненості до кисню. Цей ряд ще в 1792 р. склав зовсім юний дослідник з Мюнхена Йоганн Ріттер (1776-1810). Він визначив, що ртуть витісняється з розчинів сріблом, срібло — міддю, мідь — залізо, залізо — свинцем, свинець — цинком. Наукові роботи Ріттера відповідали на найскладніші питання. В одному його досвіді було просто доведено існування зв'язку між хімічними й електричними явищами. В злегка підсолену воду він опустив цинкову і висмутовую палички. Ніяких помітних змін з металами не сталося. Тоді Ріттер поєднав ці метали дротиком. Через деякий час цинк став сильно окислюватися, і водна окис цинку простяглася до висмуту у вигляді білого осаду. Ріттер писав: «...коли електрична ланцюг була розірвана, не було і хімічних дій».

В 1801 г. Риттер, а чуть позже француз Никола Готро (1753-1803) и англичанин Уильям Волластон (1766-1828) предложили химическую теорию электричества. Согласно этой теории источником электродвижущей силы в элементе служит химическое взаимодействие металлов с жидкостью, в которую они погружены. Спор о природе электродвижущей силы вольтова столба между сторонниками химической и контактной теории длился до конца XIX в.

Считается, что эксперименты Риттера положили начало научной электрохимии. До этого говорили об «электричестве от соприкосновения» без какой-либо связи с химическими явлениями. Исходя из наличия такой связи, Риттер открыл «вторичную» электродвижущую силу на электродах, погруженных в воду и подключенных к вольтову столбу. Риттер заметил, что если в течение некоторого времени пропускать ток через проводники, погруженные в заполненную водой трубку, а потом отключить их от полюсов столба и подсоединить к регистрирующему прибору, то обнаружится электрический ток, текущий в обратном направлении. Такие «вторичные столбы» не представляли практического интереса до тех пор, пока в 1859 г. Гастон Планте не изобрел хорошо известный многим свинцовый аккумулятор, основанный на этом принципе.

За свою короткую, полную лишений жизнь Риттер выполнил много исследований и в других областях, науки. Независимо от Волластона он открыл ультрафиолетовые лучи и до Зеебека — термоэлектричество. Изучал он электрические потенциалы, электрическую проводимость и выдвинул гипотезу о дискретной (прерывистой) структуре электричества. Риттер был необычайно талантлив и проницателен. К сожалению, работы его отличает путаный и торопливый стиль, и они изобилуют фантастическими гипотезами. Але якщо читати уважно й терпляче, можна переконатися, що цей молодий палкий дослідник перевершував багатьох своїх сучасників у здатності ставити складне явище самому глибокому та систематичному аналізу.