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

Однако сама по себе констатация образования воды при сжигании «горючего воздуха» в кислороде и даже установление соотношений между обоими компонентами воды не удовлетворила Лавуазье. В свете прежних своих пневматических исследований он считал необходимым осуществить кроме синтеза и разложение воды, что дало бы ему возможность более основательно утверждать, что его вывод о составе воды и соотношениях в ней обоих газов вполне справедлив. Но вначале Лавуазье не имел возможности осуществить прямое разложение воды с получением обоих составляющих ее газов. Поэтому он был вынужден удовлетвориться получением лишь одного газа в свободном состоянии.

Лавуазье провел опыт разложения воды, исходя из своих представлений о большом сродстве кислорода к металлам, особенно к железу. Действуя на воду железными опилками в течение длительного времени, он получил водород, но не смог установить, сколько можно получить этого газа при полном окислении железа.

Вскоре после этого Лавуазье совместно с математиком, инженером и химиком Жаном Батистом Менье (1754–1793)[38] осуществил разложение воды при высоких температурах. Установка Менье и Лавуазье состояла из ружейного ствола, соединенного с одной стороны с прибором для получения водяных паров, а с другой — с приемником образующихся газов. Пропуская через нагретый докрасна ствол водяные пары, экспериментаторы констатировали, что при достаточно медленном токе вода целиком разлагалась и в приемнике под колоколом собирался водород. При помощи весов был установлен привес железной трубы за счет образования окислов железа и одновременно было определено количество образовавшегося водорода. Исходное же количество воды тоже было хорошо известно.

Эти опыты получения «горючего воздуха» термическим разложением воды в присутствии железа имели и чисто практическое значение. В то время ученые Франции, в первую очередь Бертолле, занимались проблемой добывания водорода для наполнения аэростатов. Менье и Лавуазье при постановке своих опытов также имели в виду разработать дешевый и удобный метод получения водорода для этой цели.

Опыты по сжиганию «горючего воздуха», а также по разложению воды были завершающими в намеченной Лавуазье серии опытов конечной целью которых было низложение теории флогистона. Лавуазье писал в своем мемуаре «Размышления о флогистоне, являющиеся продолжением теории горения и кальцинации, опубликованной в 1777 г.», представленном Академии наук 28 июня 1785 г.: «Моя задача была развить в этом мемуаре теорию горения, опубликованную мною в 1777 г., показать, что флогистон Шталя — воображаемое существо, присутствие которого он без всяких к тому оснований допустил в металле, в сере и фосфоре, во всех горючих телах; что все явления горения и обжига объясняются гораздо проще и легче без флогистона, чем с его помощью. Я не жду, что мои взгляды будут сразу приняты; человеческий ум привыкает видеть вещи определенным образом, и те, кто в течение части своего поприща рассматривали природу с известной точки зрения, обращаются лишь с трудом к новым представлениям; итак, дело времени подтвердить или опровергнуть выставленные мною мнения» (37).

Мы видели, что систематические исследования Лавуазье в области пневматической химии в период с 1772 по 1784 г. полностью развеяли в прах главные положения теории флогистона. Получив кислород, Лавуазье впервые правильно объяснил его роль в процессах горения, кальцинации металлов, восстановления окислов металлов, в процессах дыхания и т. д. Он подробно изучил явление горения, а также продукты горения серы, фосфора, угля и других веществ. Пользуясь весами, в ряде случаев он количественно определил продукты горения всех этих веществ. Наконец, он подробно исследовал процесс сжигания водорода в кислороде и установил состав воды. Все это, как и другие многочисленные его опыты, характеризует его не только как талантливого исследователя-экспериментатора, но и как новатора науки, развившего на основе огромного экспериментального материала новые представления о явлениях горения и дыхания и основавшего на их базе новую химию.

Несмотря на все это, в некоторых исторических научных трудах, особенно в Германии и Англии, еще до сих пор оспаривается приоритет Лавуазье в большинстве его экспериментальных, фактических открытий. Нет необходимости вдаваться в запутанную полемику о приоритете открытий Лавуазье. Выше уже были указаны некоторые факты и мнения по этому поводу. Здесь на основе краткого исторического анализа деятельности Лавуазье в области пневматической химии можно определенно утверждать, что никому другому, кроме Лавуазье, не принадлежат правильные объяснения многих химический явлений, которые в течение ряда столетий обсуждались и объяснялись химиками либо с позиций традиционной аристотелевской философии, либо с точки зрения реакционных алхимических учений. Говоря о заслугах Лавуазье в открытии кислорода и в объяснениях процессов горения, Ф. Энгельс писал: «Пристли и Шееле описали кислород, но они не знали, что оказалось у них в руках. Они «оставались в плену» флогистонных категорий, которые они нашли у своих предшественников. Элемент, которому суждено было ниспровергнуть все флогистонные воззрения и революционизировать химию, пропадал в их руках совершенно бесплодно. Но вскоре после этого Пристли, будучи в Париже, сообщил о своем открытии Лавуазье, и Лавуазье, руководствуясь этим новым фактом, вновь подверг исследованию всю флогистонную химию и впервые открыл, что новая разновидность воздуха была новым химическим элементом, что при горении не таинственный флогистон выделяется из горящего тела, а этот новый элемент соединяется с телом, и таким образом он впервые поставил на ноги всю химию, которая в своей флогистонной форме стояла на голове. И если даже Лавуазье и не дал описания кислорода, как он утверждал впоследствии, одновременно с другими и независимо от них, то все же по существу дела открыл кислород он, а не те двое, которые только описали его, даже не догадываясь о том, что именно они описывали» (38).

Отдавая должное предшественникам Лавуазье, сделавшим крупнейшие открытия, в частности открывшим кислород и другие газы, а также современникам и сотрудникам Лавуазье, вместе с ним или независимо от него разрабатывавшим актуальные проблемы пневматической химии и, прежде всего, проблему горения, мы должны все же твердо сказать, что в создании новой химии и ее основы — кислородной теории — Лавуазье по праву принадлежит первое место. Гениальная научная проницательность Лавуазье, его настойчивость и энергия исследователя и, наконец, его новаторский подход, его смелость в борьбе с укоренившимися традициями и верованиями — все это обеспечило ему почетное место в истории науки как виднейшему деятелю эпохи «пневматической химии», главному инициатору и участнику «химической революции» конца восемнадцатого столетия.

ДАЛЬНЕЙШАЯ РАЗРАБОТКА ОСНОВ «НОВОЙ ХИМИИ»

Как было сказано, Лавуазье решил открыто выступить против теории флогистона только после того, как сам убедился на основе целого комплекса добытых им и другими учеными многочисленных и разнообразных экспериментальных фактов в справедливости своих новых взглядов. Казалось, что все эти новые факты, экспериментально установленные и проверенные, и сделанные на их основе выводы были неоспоримы. Но теория флогистона была привычной для большинства ученых и прочно удерживалась в их сознании. Вот почему доказательства Лавуазье в пользу новых представлений казались флогистикам недостаточно убедительными. Многие из них хотя и соглашались с доводами Лавуазье, однако одновременно указывали, что его опыты могут быть также хорошо объяснены и с точки зрения флогистических воззрений. Именно такой точки зрения придерживался, например, Кавендиш.

Одновременно некоторые флогистики продолжали рьяно защищать старые представления, не желая уступать новым идеям и объяснениям. Так, известный изобретатель паровой машины Джемс Уатт (1736–1819), производивший почти одновременно с Кавендишем и Лавуазье опыты по сжиганию «горючего воздуха», утверждал в 1783 г., что «вода состоит из дефлогистированного и горючего воздуха, или флогистона, лишенного части своей скрытой теплоты; что дефлогистированный, или чистый, воздух состоит из воды, лишенной своего флогистона и соединенной с теплом и светом; а если свет есть лишь одна из модификаций тепла, или составная часть флогистона, то значит чистый воздух (т. е. кислород. — Н. Ф.) состоит из воды, лишенной своего флогистона и своей скрытой теплоты?» (39).

Такого рода выступления флогистиков, цеплявшихся за традиционные объяснения, требовали от Лавуазье еще более широкого и детального изучения явлений, которые могли бы служить опорой для аргументации флогистиков и которые не были достаточно хорошо изучены. И ему приходилось продолжать свои опыты в самых различных направлениях, постепенно, шаг за шагом отвоевывая у флогистиков их позиции.