Очерк общей истории химии. От древнейших времен до начала XIX в. - Николай Фигуровский

Личная трагедия Лавуазье имеет значение и в том отношении, что она нашла отражение в истории науки в оценке Лавуазье как ученого и, в особенности, в оценке результатов его научной деятельности. В истории химии едва ли можно указать другой пример ученого, помимо Лавуазье, относительно жизни и деятельности которого более 170 лет ведутся ожесточенные споры, причем некоторые, в том числе и авторитетные, историки науки ставят под сомнение даже приоритет основных открытий Лавуазье. Марат еще при жизни Лавуазье называл его «корифеем шарлатанов». Некоторые ученые, в том числе Пристлей, Благден, Уатт и другие, оспаривали его первенство в открытии кислорода и в выяснении состава воды, что имело решающее значение для создания кислородной теории. Споры об оценке научных заслуг Лавуазье особенно обострились во время Франко-прусской войны, причем некоторые видные немецкие ученые выступили с позиций буржуазно-националистического пруссачества, чем вызвали возмущение прогрессивных ученых, в том числе и видных русских химиков. И в настоящее время споры об открытиях Лавуазье продолжаются, причем обе стороны пользуются аргументами, имеющими отнюдь не научную, а буржуазно-националистическую окраску.

Чтобы составить достаточно полное и отчетливое представление об открытиях Лавуазье и его роли в «химической революции» конца XVIII в., рассмотрим его научную деятельность и прежде всего исследования в области теории горения и вообще в области пневматической химии.

НАУЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЛАВУАЗЬЕ В ОБЛАСТИ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ХИМИИ. ОСНОВАНИЕ КИСЛОРОДНОЙ ТЕОРИИ

Если не считать двух статей, посвященных анализам образцов гипса, то первой серьезной работой Лавуазье явился мемуар «О природе воды», представленный им в Академию наук 10 мая 1769 г. Исследование, о котором идет речь, посвящено вопросу о превращении воды в землю.

Тема этого исследования возникла в 1768 г. как результат геологических и минералогических экскурсий Лавуазье вместе с Геттаром. Во время экскурсий Лавуазье брал пробы воды из различных источников, полагая, что исследование питьевой воды требует большего внимания, по сравнению с модным в то время изучением состава минеральных вод. С другой стороны, Лавуазье хотел установить связь между геологическими породами и почвами и составом вод, которые выходили на поверхность земли. Однако исследование образцов воды, отобранных во время экскурсий, свелось лишь к определению плотности при помощи предложенного Лавуазье «нулевого» ареометра. При этом Лавуазье заинтересовался плотностью дистиллированной воды и ее изменением при многократной перегонке. Именно эти, последние, опыты и привели его к постановке вопроса о превращении воды в землю (10). Возможность «превращения» воды в землю признавалась большинством предшественников Лавуазье, придерживавшихся учения о четырех элементах Аристотеля. Убедительных доказательств невозможности такого превращения в шестидесятых годах XVIII в. еще не существовало. Желая решить этот вопрос, Лавуазье поставил следующий эксперимент. Он поместил взвешенное количество воды в сосуд «пеликан», аналогичный в принципе прибору с обратным холодильником, также предварительно взвешенный, и нагревал ее в этом сосуде в течение 101 дня при температуре, близкой температуре кипения. Наблюдая ежедневно за изменениями, происходящими в сосуде, он на 57 день заметил появление в воде «пластинок, или листочков, сероватой земли». На 101-й день таких пластинок в сосуде образовалось достаточно много, и он прекратил нагревание. После взвешивания прибора с водой не было обнаружено никакого изменения веса. Однако высушенный после опыта сосуд показал некоторую потерю в весе. Взвесив затем отделенный из воды осадок, а также полученный при выпаривании воды сухой остаток, Лавуазье получил в сумме величину, несколько превышавшую потерю веса сосуда. На основании полученного результата он пришел к правильному выводу, что «земля, выделившаяся из воды во время перегонки, образовалась из вещества самого сосуда, что произошло простое растворение стекла». Таким образом, Лавуазье решил, что вода не превращается в землю (11).

Выше говорилось, что Шееле, поставивший подобный же опыт через несколько лет после Лавуазье, пришел к тому же выводу на основании подробного химического анализа осадка, образовавшегося при длительном нагревании воды в стеклянном сосуде.

В процессе исследования, посвященного возможности превращения воды в землю, Лавуазье столкнулся с явлением выделения какого-то «воздуха» при растворении в кислоте землистого остатка после выпаривания воды, нагревавшейся в стеклянном «пеликане». Возможно, что в связи с этим или же в соответствии с ранее намеченными планами Лавуазье решил написать после мемуара «О природе воды» другой мемуар — «О природе воздуха».

Выполнение этого намерения он, естественно, связывал с постановкой соответствующих опытов. О характере планировавшихся в этом, отношении опытов некоторое представление дает запись, сделанная Лавуазье в лабораторном дневнике 20 февраля 1772 г.(12) К этому времени Лавуазье уже хорошо знал о работах и открытиях многих химиков-пневматиков. Он упоминает, в частности, имена Гейлса, Блэка, Жакена, Пристлея и др. Но их исследования представлялись Лавуазье разрозненными и не направленными к единой цели. Он писал: «Важность предмета заставила меня начать сызнова всю эту работу, которая на мой взгляд создана для того, чтобы вызвать революцию в физике и химии[35]. Я решил, что обязан рассматривать все деланное до меня лишь как указания; я поставил перед собой задачу все повторить с новыми предосторожностями, дабы объединить все то, что мы знаем о том воздухе, который связывается или выделяется из тел, с другими добытыми познаниями и создать теорию, работы многочисленных авторов, которых я процитировал, будучи рассмотрены с этой точки зрения, представились мне в виде отдельных кусков одной большой цепи; они соединили меж собою несколько звеньев. Но остается сделать огромное число опытов, чтобы создать непрерывность» (13).

Из данного текста записи следует, что первоочередное внимание Лавуазье намеревался уделить исследованию тех процессов, которые сопровождаются поглощением «воздуха», природа которого оставалась в то время совершенно еще неясной. Лавуазье продолжает: «Операции, посредством которых можно добиться связывания воздуха, суть: рост растений, дыхание животных, горение, при некоторых обстоятельствах обжиг, наконец, некоторые химические реакции. Я признал, что должен начать с этих экспериментов» (14).

Эта запись свидетельствует о необычайной самоуверенности Лавуазье. Она производит такое впечатление, что была сделана после проведения многочисленных опытов, а не до этого. Возможно, именно в связи с этим и возник вопрос о дате записи и отсюда споры о ее историческом значении.

Во второй половине 1772 г. Лавуазье уже проводит намеченные опыты со сжиганием самых различных веществ, прежде всего фосфора. Вскоре на основании ряда опытов он установил, что для полного сжигания фосфора требуется значительное количество воздуха. Объясняя эти опыты, Лавуазье, однако, привлекает еще чисто флогистические представления. Он указывает, в частности, что при горении фосфора выделяется флогистон, а образующиеся при горении фосфора белые пары представляют собой смесь кислоты с большим количеством флогистона.

Почти одновременно Лавуазье поставил опыты и по сжиганию серы. 1 ноября 1772 г. он представил Академии наук запечатанный конверт с запиской, в которой были кратко изложены результаты его опытов. Записка эта начинается следующими словами: «Дней восемь тому назад я открыл, что сера при горении вовсе не теряет в весе, а напротив, увеличивается, т. е. из одного фунта[36] серы можно получить значительно больше, чем один фунт купоросной кислоты, независимо от влажности воздуха; то же самое можно сказать и о фосфоре; это увеличение веса происходит благодаря громадному количеству воздуха, который связывается при горении и соединяется с парами.

Это открытие, установленное путем опытов, которые я считаю решающими, заставило меня думать, что то, что наблюдается при горении серы н фосфора, могло иметь место у всех тел, вес которых увеличивается при горении и прокаливании; и я убедился, что увеличение веса металлов при превращении их в металлические земли происходит от той же причины» (15). Представляя эту записку академии, Лавуазье, как он сам указывает, имел целью «охранить свое право собственности» на это открытие, которое представлялось ему «наиболее интересным из всех, сделанных со времени Шталя». По-видимому, уже в это время приоритет мыслей, экспериментов и выводов Лавуазье оспаривался некоторыми его современниками (16).