Сегнетова соль
Сегне́това соль или смешанный тартрат натрия-калия — тетрагидрат двойной натриево-калиевой соли винной кислоты . Соль получила название по имени французского аптекаря Пьера Сеньета (1660-1719), по другим сведениям, имя аптекаря было Эли Сеньет (1632—1698) и была получена в 1670-х годах.
Первоначально соль использовали в качестве слабительного, как чистую, так и в составе порошка Сейдлица или как один из компонентов «венского питья». В 1880 году Пьер и Жак Кюри обнаружили у крупных кристаллов сегнетовой соли сильно выраженные пьезоэлектрические свойства. Спустя полвека целый класс веществ с подобными свойствами получил название «сегнетоэлектриков».
В определениях и коротких цитатах
править| — Яков Розенцвейг, Сергей Венецкий, «Титан», 1966 |
...диаграмма выявляет слабую сторону кристаллов сегнетовой соли: пьезоэлектрический эффект в них резко падает при повышении температуры. При температуре около 25°C сегнетова соль практически непригодна ни для излучения, ни для приёма акустических волн.[2] | |
| — Василий Шулейкин, «Физика моря», 1968 |
...кристаллы сегнетовой соли, в отличие от кварца, обладают весьма малой механическом прочностью, а потому не могут выдержать упругие колебания с большой амплитудой. | |
| — Василий Шулейкин, «Физика моря», 1968 |
Другая соль виннокаменной кислоты ― так называемая «сегнетова соль» (C4H4O6KNa•H2O) ― известна в медицине как слабительное.[3] | |
| — Борис Горзев, «Соли виннокаменной кислоты», 1969 |
Оказалось, что наилучшим бактерицидным действием обладают активированные угли (марок АГ-5, СКТ-2 и АР-2), на поверхности которых ионы серебра восстанавливались с помощью растворов формальдегида и сегнетовой соли.[4] | |
| — Михаил Иоффе, «Постигнет ли гевею участь кок-сагыза?», 1969 |
Сегнетова соль кристаллизуется в ромботетраэдрическом классе ромбической системы. Теоретически возможно существование правых и левых кристаллов сегнетовой соли; однако получаемые из отходов виноделия кристаллы сегнетовой соли бывают только правыми.[5] | |
| — Исаак Кикоин, Таблицы физических величин, 1976 |
Большое значение для техники имеют кристаллы сегнетовой соли и кварца, обладающие замечательным свойством преобразовывать механические действия (например, давление) в электрическое напряжение.[6] | |
| — Александр Китайгородский, Лев Ландау, «Физика для всех. Молекулы», 1978 |
В каком-то радиожурнале я прочёл о чудесных свойствах кристаллов сегнетовой соли. Эти кристаллы обладают пьезоэлектрическим эффектом чуть ли не в тысячу раз большим, чем кристаллы кварца.[7] | |
| — Борис Черток, «Ракеты и люди», 1999 |
...я понял главное ― сегнетовой соли предстоит совершить переворот в технике зажигания. Отныне пришёл конец веку магнето и монополиям европейских фирм.[7] | |
| — Борис Черток, «Ракеты и люди», 1999 |
| — Борис Черток, «Ракеты и люди», 1999 |
...этого уже было достаточно, чтобы начать поиски чудодейственных кристаллов сегнетовой соли, которых я до этого ни разу в руках не держал, только был знаком с их свойствами по литературе.[7] | |
| — Борис Черток, «Ракеты и люди», 1999 |
| — Борис Черток, «Ракеты и люди», 1999 |
Когда дело дошло до гвоздя программы ― кристалла сегнетовой соли, Курчатов меня перебил. Он всё понял гораздо раньше, чем я планировал, готовя свой многословный доклад, и спросил: «Так это устройство должно безотказно работать на авиационном или автомобильном моторе и терпеть то жар, то холод, так?»[7] | |
| — Борис Черток, «Ракеты и люди», 1999 |
Кристаллы сегнетовой соли очень непрочны, чувствительны к перепадам температуры и влажности. Моё предложение преждевременно. Вот когда появятся новые пьезоэлектрические материалы, тогда имеет смысл работать над реализацией этой идеи. А сейчас ее можно только скомпрометировать. Курчатов похвалил принцип и похоронил надежды на реализацию изобретения.[7] | |
| — Борис Черток, «Ракеты и люди», 1999 |
Сегнетова соль оказалась электрическим аналогом ферромагнетиков, первой в новой группе диэлектриков, названных учёным сегнетоэлектриками.[8] | |
| — Раиса Кузнецова, Виктор Попов, «Научное наследие академика Курчатова», 2012 |
В научной и научно-популярной литературе
правитьТитанат бария, будучи наэлектризован, проявляет высокие пьезоэлектрические свойства, то есть может превращать механическую энергию сжатия или расширения кристалла в электрическую. Пьезокристаллы титаната бария по многим характеристикам превосходят такие распространенные пьезоэлектрики, как кварц и сегнетова соль KNaC4H4O6•4H2O.[1] | |
| — Яков Розенцвейг, Сергей Венецкий, «Титан», 1966 |
Наряду с большими удлиннениями, возникающими при достаточных значениях напряжённости электрического поля <...>, диаграмма выявляет слабую сторону кристаллов сегнетовой соли: пьезоэлектрический эффект в них резко падает при повышении температуры. При температуре около 25°C сегнетова соль практически непригодна ни для излучения, ни для приёма акустических волн. Что касается первого назначения, то оно нередко исключается ещё и по другой причине: кристаллы сегнетовой соли, в отличие от кварца, обладают весьма малой механическом прочностью, а потому не могут выдержать упругие колебания с большой амплитудой. | |
| — Василий Шулейкин, «Физика моря»,[9] 1968 |
Винный камень (C4H5O6K) используют не только как сырьё для производства кислоты, но и в красильном деле, а также в процессах гальванического лужения меди и для приготовления пекарских порошков. Другая соль виннокаменной кислоты ― так называемая «сегнетова соль» (C4H4O6KNa•H2O) ― известна в медицине как слабительное. Раньше медики применяли еще одну соль виннокаменной кислоты как рвотное и отхаркивающее средство ― «рвотный камень»...[3] | |
| — Борис Горзев, «Соли виннокаменной кислоты», 1969 |
Как определить концентрацию ионов аммония. Тут воды понадобится уже побольше ― примерно 5 миллилитров (впрочем, уж что-что, а воду можно для опытов не жалеть!) Воду нужно налить в пробирку, добавить 3-4 кристаллика сегнетовой соли, хорошо взболтать и добавить 2-3 капли реактива Несслера (щелочного раствора тетрайодмеркурата калия, K2HgJ4). Если вода содержит ионы NHJ+, то раствор приобретет жёлтый цвет благодаря образованию йодистого димеркураммония...[10] | |
| — Сергей Баев, «Природные воды», 1969 |
...в нашей стране закончено исследование эффективности посеребренных углей и ионитов разных марок в зависимости от способа серебрения. Оказалось, что наилучшим бактерицидным действием обладают активированные угли (марок АГ-5, СКТ-2 и АР-2), на поверхности которых ионы серебра восстанавливались с помощью растворов формальдегида и сегнетовой соли.[4] | |
| — Михаил Иоффе, «Постигнет ли гевею участь кок-сагыза?», 1969 |
Сегнетова соль кристаллизуется в ромботетраэдрическом классе ромбической системы. Теоретически возможно существование правых и левых кристаллов сегнетовой соли; однако получаемые из отходов виноделия кристаллы сегнетовой соли бывают только правыми. | |
| — Исаак Кикоин, Таблицы физических величин, 1976 |
Для чего же нужны крупные кристаллы? В крупных одиночных кристаллах часто нуждаются промышленность и наука. Большое значение для техники имеют кристаллы сегнетовой соли и кварца, обладающие замечательным свойством преобразовывать механические действия (например, давление) в электрическое напряжение.[6] | |
| — Александр Китайгородский, Лев Ландау, «Физика для всех. Молекулы», 1978 |
Спонтанная поляризация исчезает (на языке физики — происходит фазовый переход от полярной к неполярной фазе) выше некоторой температуры, называемой точкой Кюри для данного сегнетоэлектрика. Для сегнетовой соли это происходит с повышением температуры сравнительно плавно, а для титаната бария — скачком.[11] | |
| — Владимир Гордин, «Дифференциальные и разностные уравнения...», 2016 |
В публицистике и документальной прозе
править
В конце 1929 г. вместе с Павлом Кобеко и братом Борисом он <Игорь Курчатов> приступил к изучению аномально высокой диэлектрической проницаемости сегнетовой соли и выявил новую природу явления. Сегнетова соль оказалась электрическим аналогом ферромагнетиков, первой в новой группе диэлектриков, названных ученым сегнетоэлектриками. Раздел с таким названием включает статьи, отражающие результаты трудов Курчатова в новой области науки, и первую в мире монографию по сегнетоэлектрикам, опубликованную автором в 1933 г. на русском и в 1936 г. на французском языках с предисловием академика Абрама Иоффе.[8] | |
| — Раиса Кузнецова, Виктор Попов, «Научное наследие академика Курчатова», 2012 |
Первым искусственно полученным сегнетоэлектриком была сегнетова соль — двойная соль винной кислоты с довольно громоздкой формулой: KNaC4H4O6•4H2O. Другое название соли (Rochell salt) связано с известной крепостью французских гугенотов Ла Рошель, где жил и работал аптекарь Сеньет. Когда в 1665 г. алхимик и аптекарь Сеньет впервые получил это вещество, ни о каком электричестве он и не помышлял — два с половиной века сегнетова соль использовалась исключительно как слабительное. Но уже во время Первой мировой войны её пытались использовать в приборах, предназначенных для обнаружения вражеских подводных лодок.[11] | |
| — Владимир Гордин, «Дифференциальные и разностные уравнения...», 2016 |
В мемуарах, письмах и дневниковой прозе
правитьПо радиолюбительской деятельности я был наслышан о замечательных свойствах пьезоэлектрических кристаллов. Однако широко применявшиеся уже тогда кристаллы кварца при механических воздействиях давали столь мизерное количество электричества, что использовать их для получения искры в свече зажигания не было никаких шансов. В каком-то радиожурнале я прочёл о чудесных свойствах кристаллов сегнетовой соли. Эти кристаллы обладают пьезоэлектрическим эффектом чуть ли не в тысячу раз большим, чем кристаллы кварца. Я начал искать литературу.[7] | |
| — Борис Черток, «Ракеты и люди», 1999 |
Мне попалась на глаза только что вышедшая книжка «Сегнетоэлектрики». Я попытался её лихорадочно освоить ― там было много не очень понятной физики (ведь я еще имел только среднее образование, а в остальном был самоучкой), но я понял главное ― сегнетовой соли предстоит совершить переворот в технике зажигания. Отныне пришёл конец веку магнето и монополиям европейских фирм. За неделю схема была до конца продумана и в выходной день нарисована в туши на ватмане и кальке и составлено положенное по форме описание «великого изобретения века» ― так его расценили в заводском совете изобретателей.[7] | |
| — Борис Черток, «Ракеты и люди», 1999 |
Через месяц я получил заявочное свидетельство, а через полгода и авторское свидетельство. Потом пришла копия положительного заключения эксперта, из коего следовало: «В отличие от всех существующих систем электрического зажигания рабочих смесей в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания, предлагаемый способ основан на получении электрической искры в свече цилиндра двигателя не с помощью магнето, аккумулятора или динамо-машины, а с помощью прямого пьезоэлектрического эффекта… Многочисленные опыты показали, что кристаллы сегнетовой соли дают наибольший пьезоэлектрический эффект. Этот огромный по сравнению со всеми пьезоэлектрическими кристаллами эффект и используется в предлагаемом способе электрического зажигания рабочей смеси в двигателе внутреннего сгорания.[7] | |
| — Борис Черток, «Ракеты и люди», 1999 |
Лёгкость и компактность вследствие отсутствия массивной магнитной системы или аккумулятора имеют исключительно большое значение для авиационных двигателей. Простота и дешевизна изготовления приборов делают предлагаемый способ экономически более выгодным. (Эксперт В. М. Малышка, редактор А. А. Денисов). Были и другие хорошие слова, но и этого уже было достаточно, чтобы начать поиски чудодейственных кристаллов сегнетовой соли, которых я до этого ни разу в руках не держал, только был знаком с их свойствами по литературе. От увлечения новыми принципами зажигания я был оторван авралом, начавшимся в связи с электрификацией системы бомбосбрасывания и оснащением самолётов радиостанциями.[7] | |
| — Борис Черток, «Ракеты и люди», 1999 |
Мне был нужен особо устойчивый к температурным перепадам тиратрон; который разработали в Ленинградском НИИ телемеханики. Это была лампа с аргоновым наполнением. Получив необходимые письма от отдела военных изобретений наркомвоенмора, я отправился в Ленинград для добывания тиратрона и заодно консультации по сегнетовой соли. Несмотря на мою возрастную и служебную несолидность, письма высокой военной инстанции производили своё действие. Письма были отпечатаны на бланках Управления военных изобретений при начальнике вооружений Красной Армии. Все, кому были адресованы подобные письма, знали, что начальником вооружений был заместитель наркома маршал Тухачевский.[7] | |
| — Борис Черток, «Ракеты и люди», 1999 |
Я был кому-то представлен в каком-то кабинете, предъявил монографию Курчатова «Сегнетоэлектрики» и объяснил, что мне пока требуется только консультация. Начались поиски авторов. Вскоре выяснилось, что одного из авторов, а именно Неменова, вообще нет, а Игорь Курчатов в отлучке, но завтра будет. Назавтра действительно состоялась встреча.[7] | |
| — Борис Черток, «Ракеты и люди», 1999 |
В лабораторию к Курчатову меня не пригласили. Он вышел ко мне в вестибюль. Высокий, стройный брюнет, очень скромно одетый, внимательно смотрел на меня темными спокойными глазами. Он поинтересовался, кто я и в какой консультации нуждаюсь. Я уже поднаторел на всякого рода объяснениях экспертным комиссиям и специалистам различных уровней. Вытащив из папки потрёпанную электрическую схему, начал объяснять принцип и преимущества предлагаемого способа зажигания. Когда дело дошло до гвоздя программы ― кристалла сегнетовой соли, Курчатов меня перебил. Он всё понял гораздо раньше, чем я планировал, готовя свой многословный доклад, и спросил: «Так это устройство должно безотказно работать на авиационном или автомобильном моторе и терпеть то жар, то холод, так?» Я подтвердил, что так. Не могу воспроизвести по памяти дословно приговор, вынесенный моему уже общепризнанному изобретению. Но смысл был такой: Комитет по делам изобретений совершенно правильно выдал мне авторское свидетельство. Это признание моего приоритета по практическому использованию пьезоэлектрического эффекта в авиационной и автомобильной технике. Принципиальные возможности такого использования, по его мнению, не вызывают возражений. Но практическая реализация дальше лабораторного образца не имеет смысла. Кристаллы сегнетовой соли очень непрочны, чувствительны к перепадам температуры и влажности. Моё предложение преждевременно. Вот когда появятся новые пьезоэлектрические материалы, тогда имеет смысл работать над реализацией этой идеи. А сейчас ее можно только скомпрометировать. Курчатов похвалил принцип и похоронил надежды на реализацию изобретения. Сделал он это доброжелательно, спокойно уверил меня, что время для создания такой системы ещё придет. | |
| — Борис Черток, «Ракеты и люди», 1999 |
Вскоре на одно из очередных испытаний атомной бомбы на Семипалатинский полигон получили приглашение Королёв и Мишин. Вернувшись, Королёв, полный впечатлений, рассказывал, что руководит всеми проблемами «Чёрная борода» ― академик Игорь Васильевич Курчатов, в то время уже дважды Герой Социалистического Труда. Только после этого я наконец вспомнил, что встречался с неким Курчатовым, работавшим в Ленинградском физико-техническом институте. Дома я отыскал в своей книжной свалке чудом уцелевшую после многочисленных переездов тонкую книжку-монографию «Сегнетоэлектрики» ― авторы И. В. Курчатов и Л. М. Неменов. Всё сходилось. Тот самый Курчатов, консультацию которого по поводу своего очередного изобретения я получил в 1934 году.[7] | |
| — Борис Черток, «Ракеты и люди», 1999 |
Источники
править- ↑ 1 2 Я. Д. Розенцвейг, С. И. Венецкий. «Титан». — М.: «Химия и жизнь», № 10, 1966 г.
- ↑ 1 2 3 В. В. Шулейкин. Физика моря. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука, 1968 г. — 1083 с. — 3000 экз.
- ↑ 1 2 Борис Горзев. Соли виннокаменной кислоты (редакционная колонка). — М.: «Химия и жизнь», № 6, 1969 год
- ↑ 1 2 М. Иоффе. Постигнет ли гевею участь кок-сагыза? — М.: «Химия и жизнь», № 10, 1969 год
- ↑ 1 2 Таблицы физических величин: Справочник. Под ред. акад. И. К. Кикоин. — М.: Атомиздат, 1976 г. — 1008 с.
- ↑ 1 2 А. И. Китайгородский, Л. Д. Ландау. Физика для всех. — М.: Наука, 1984 г.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Б. Е. Черток. Ракеты и люди. — М.: Машиностроение, 1999 г.
- ↑ 1 2 Раиса Кузнецова, Виктор Попов. Научное наследие академика Курчатова. ― М.: «Наука в России», № 6, 2012 г.
- ↑ Первая редакция книги вышла в 1933 году, однако по тексту она очень сильно отличается.
- ↑ С. Баев. Природные воды. — М.: «Химия и жизнь», № 7, 1969 г.
- ↑ 1 2 В. Н. Гордин. Дифференциальные и разностные уравнения: Какие явления они описывают и как их решать. Глава 24. Градиентные системы и системы с трением. — М.: Учебники ВШЭ, 2016 г.
