Очерк общей истории химии. От древнейших времен до начала XIX в.
Шрифт:
В этом мемуаре Лавуазье еще иногда пользуется флогистической терминологией и не высказывается против теории флогистона, хотя все его выводы и положения прямо противоположны ей.
Мемуар Лавуазье явился началом большой серии других мемуаров и докладов в Академии наук. Они были посвящены различным вопросам. Следует отметить особенное внимание Лавуазье к вопросу о механизме дыхания, изменениям, которые испытывает воздух в результате прохождения через легкие. Несколько сообщений Лавуазье посвящены вопросу о составе нейтральных солей, природе кислот, в частности природе фосфорной кислоты, получающейся при сжигании фосфора, и другим разнообразным вопросам. Вместе c Лапласом Лавуазье в этот период конструирует барометр, начинает развернувшиеся в дальнейшем исследования, связанные с оценкой тепловых эффектов реакций, и т. д. Весьма важные выводы сформулированы Лавуазье в мемуаре "Опыты
Не останавливаясь на содержании других докладов и мемуаров Лавуазье конца семидесятых и начала восьмидесятых годов, отметим лишь, что в них он чаще всего уклонялся от высказываний по поводу теории флогистона. Но в 1785 г. его поведение коренным образом изменилось. В этом году он выступил с мемуаром: «Размышления о флогистоне, являющиеся продолжением теории горения и кальцинации, опубликованной в 1777 г. «В самом начале этого мемуара Лавуазье пишет: «Настало время, когда я должен объясниться более четко и формально по поводу мнения, которое я считаю пагубным заблуждением в химии, задержавшим, как я полагаю, значительным образом прогресс, вводя дурную манеру философствования» (28).
Это выступление Лавуазье было первым открытым его выступлением против теории флогистона. Однако, как было установлено, за много лет до этого Лавуазье уже достаточно резко выступил против этой теории анонимно, помещая свои статьи и заметки в журнале «Обозрение по физике» («Observations sur la Physique»). Так, еще в 1774 г. Лавуазье писал в одной из статей в этом журнале: «Принимая флогистон, мы впадаем во множество противоречий; химики пользуются им всякий раз, когда им это требуется, и они его растягивают, когда он противоречит установленным ими принципам; они управляют им по своей воле. Это их разменная монета… Они делают из него начало запахов, вкуса, летучести, плавкости, растворимости и т. д.» (29).
Спустя 12 лет после этого высказывания Лавуазье повторил и развил ту же самую мысль: «Химики сделали из флогистона смутное начало, которое не определено в точной мере и которое поэтому пригодно для любых объяснений, в которые его хотят ввести. Иногда это начало весомо, иногда оно таковым не является; иногда это свободный огонь; иногда это огонь, соединенный с землистым элементом; иногда он проходит сквозь поры сосудов; иногда они непроницаемы для него. Он объясняет одновременно и щелочность и нещелочность, прозрачность и непрозрачность, окраску и отсутствие окраски; это настоящий Протей, который меняет свой облик каждое мгновение» (30).
В этих высказываниях Лавуазье нельзя не видеть известной аналогии в характеристике флогистона с характеристикой «огненной материи», данной Ломоносовым за 30 лет до этого. В своей диссертации «Размышления о причине теплоты и холода» (1744 г.) Ломоносов не без сарказма высмеивал приверженцев теории «огненной материи», которая, по их представлению, то входит в поры тел, «как бы привлекаемая каким-то приворотным зельем», то бурно покидает их, «как бы объятая ужасом» (см. стр. 267). Упомянутая диссертация, как мы уже знаем, была опубликована в 1750 г. в «Новых комментариях Петербургской академии наук» и была широко известна в Европе. В той же диссертации Ломоносов писал: «Но так как окалины, удаленные из огня, сохраняют приобретенный вес даже на самом лютом морозе и, однако, не обнаруживают в себе какого-либо избытка теплоты, то, следовательно, при процессе обжигания к телам присоединяется некоторая материя, только не та, которая приписывается собственно огню: ибо я не вижу, почему последняя в окалинах могла бы забыть о своей природе. Далее, металлические окалины, восстановленные до металлов, теряют приобретенный вес. А так как восстановление производится тем же, что и прокаливание, даже более сильным, огнем, то нельзя привести никакого основания, почему один и тот же огонь то внедряется в тела, то из них уходит» (31).
Такого рода мысли с исторической точки зрения особенно значительны. Ломоносов был первым ученым, подвергнувшим основательной и аргументированной критике самые основы теоретических представлений своей эпохи и, в первую очередь, учение о «невесомых флюидах». Хотя он и не высказывался прямо о флогистоне (так же как и Лавуазье до 1785 г.), ясно, что его физические доказательства
Имеются веские основания допустить, что Лавуазье (знакомому с содержанием научных журналов Петербургской академии наук) были известны и диссертации Ломоносова, опубликованные в этих журналах. По мнению Дорфмана, Лавуазье, по-видимому, первый толчок для критики теории флогистона получил именно после ознакомления с диссертациями Ломоносова (32).
Итак, в 1785 г. Лавуазье открыто и прямо выступил против теории флогистона. К этому времени он целиком закончил свою программу обследования и экспериментального изучения явлений, наблюдаемых при горении и, в частности, при кальцинации металлов, намеченную еще в 1772 г. Он подробно изучил свойства и состав газообразных продуктов, которые участвуют во всех этих явлениях или образуются в результате горения и дыхания. Еще в 1777 г, в мемуаре «О горении вообще» (33) он дал следующую характеристику явлений горения: «Первое явление. При всяком горении происходит выделение огненной материи, или света. Второе явление. Тела могут гореть только в очень немногих видах воздуха или, вернее, горение может происходить лишь в одном виде воздуха, который Пристлей назвал «бесфлогистонным» и который я буду называть «чистым воздухом». Тела, которые мы называем горючими, не только не горят в пустоте или каком-либо другом воздухе, но там они гаснут так быстро, как если бы их погружали в воду или в любую другую жидкость.
Третье явление. При всяком горении происходит разрушение или разложение чистого воздуха, и вес сгоревшего тела увеличивается точно на количество поглощенного воздуха.
Четвертое явление. При всяком горении горящее тело превращается в кислоту в результате прибавления того вещества, которое увеличило его вес; так, например, если под колоколом сжигать серу, то продуктом горения будет серная кислота; если сжигать фосфор, то получается фосфорная кислота; если сжигать какое-либо углистое вещество, то продуктом сгорания является связываемый (фиксируемый — Н. Ф.) воздух, называемый иначе меловой кислотой.
Обжигание металлов подчинено точно тем же законам, и Макёр совершенно правильно рассматривает его как медленное горение…» (34).
Развивая эти соображения, Лавуазье вскоре создает целую теорию кислот. Эта теория была представлена Академии наук 5 сентября 1777 г., в окончательном виде она опубликована в 1780 г. под заглавием «Мемуар о природе кислот и началах, их составляющих». Лавуазье формулирует следующее важное положение, ставшее затем основой его «кислородной теории»: «Многочисленные эксперименты дают мне сегодня возможность обобщить следствия и утверждать, что наиболее чистый воздух, воздух удобовдыхаемый, представляет собой образующее начало кислотности, что это начало является общим для всех кислот и что при этом в состав каждой из них входят одно или несколько других начал, которые их отличают и отделяют друг от друга» (35).
Далее, как бы подчеркивая особую важность в системе складывавшихся воззрений приведенного положения, Лавуазье предлагает «на основании твердо установленных фактов» переименовать «дефлогистированный воздух» Пристлея, или, как он сам обозначал, «удобовдыхаемый воздух», и называть его отныне кислотообразующим, началом, или оксигеном [от — «кислый» и — «рождаю»], или кислородом [37] .
Таким образом, Лавуазье полагал, что кислород представляет собой начало, без участия которого невозможно образовать кислоту. Эта концепция, как мы знаем, была ошибочной и явилась следствием явной переоценки роли кислорода в различных химических процессах. Однако сам Лавуазье, основываясь на собственных опытах сжигания фосфора, серы, углерода и других веществ в кислороде, безраздельно держался этой концепции и в случаях ее противоречия фактам прибегал к фантастическим допущениям, точно так же как это делали флогистики, которых он так резко критиковал. Например, для того чтобы объяснить с точки зрения этих представлений состав соляной кислоты, Лавуазье прибегнул к гипотезе о существовании особого элемента — «мурия» (от латинского muria — «рассол», «раствор соли»), который, по его мнению, при соединении с кислородом будто бы и давал соляную кислоту. Эта гипотеза, благодаря авторитету Лавуазье, вскоре сделалась общепринятой и просуществовала около 25 лет — до начала XIX в., когда она была отвергнута. Но введенное им латинское название соляной кислоты — «муриевая кислота» (acidum muriaticum) — удержалось почти до наших дней.
37
В начале XIX в. в русской литературе применялось название «кислотвор», вместо «кислород».