Великие химики. Том 1

Манолов Калоян

Несмотря на большую опасность, исследователи продолжали изучение цианистоводородной кислоты. Они открыли, что кислота вступает в реакцию с хлором и образует новое соединение, которое было названо ими хлорцианом. Этим было положено начало теории замещения: здесь впервые отчетливо наблюдалось замещение водорода хлором в цианистоводородной кислоте.

Наряду с работой, направленной на открытие новых элементов, химиков волновал и другой важный вопрос: новые методы анализа. Чтобы быстро и успешно устанавливать состав изучаемого вещества, требовались точные и надежные методы. Особую трудность представлял анализ органических соединений, которые Гей-Люссак предложил окислять окисью меди. Если нагреть смесь, содержащую органическое вещество, с окисью меди, углерод превращается в углекислый газ, который можно собрать в специальной поглотительной склянке, а затем взвесить. И поныне это один из основных способов элементарного органического анализа.

Другое очень ценное предложение,

сделанное ученым, касалось анализа серебряных сплавов, применяемых в качестве основного материала для производства монет. Существовавший метод капеллирования был очень трудоемким и неточным. Гей-Люссак предложил быстрый, легкий и точный метод. Он растворял серебряный сплав в азотной кислоте и к этому раствору прибавлял хлорид натрия до тех пор, пока очередная капля его раствора не вызывала образование белого осадка. Потом измерял объем раствора и с помощью простого расчета определял процентное содержание серебра в сплаве. Это был новый метод анализа. Очень скоро его стали применять для анализа кислот и оснований. Был создан объемный анализ, один из наиболее широко применяемых в современных аналитических лабораториях. Метод анализа сплавов серебра и теперь еще носит имя великого ученого — «метод Гей-Люссака» [294] .

294

Объемные методы, которые разрабатывал Гей-Люссак, были очень важны для развития химии. В своей книге «Наставление по испытанию мокрым путем материалов, содержащих серебро» (1832 г.) он изложил хлорометрию (1824 г.), алкалиметрию и ацидиметрию (1828 г.) и описал объемные методы определения хлора и серебра (1832 г.) осаждением [Баталии А. X. Аналитическая химия и пути ее развития. — Труды Оренбургского сельскохозяйственного ин-та, вып. 12, 184 (1961); Джуа М., ук. соч., с. 180; Становление химии как науки, ук. соч., с. 286 и сл.].

Спустя несколько лет Гей-Люссак стал изучать растворимость солей. Он установил, что самое сильное влияние на растворимость солей оказывает температура. Эту зависимость он выражал графически, получались изогнутые линии, которые мы теперь называем «кривыми растворимости». При изучении сульфата натрия Дей-Люссак обнаружил одну особенность: получались две кривые линии, одна из которых лежала выше другой. Тогда еще не было известно о существовании безводных солей и кристаллогидратов, поэтому явление осталось для Гей-Люссака необъяснимые.

Плодотворная работа Гей-Люссака во всех областях химии и физики, его выдающиеся способности и талант экспериментатора завоевали признание ученых Европы. В 1826 году он был избран почетным членом Академии наук в Петербурге [295] .

Приблизительно в это время к Гей-Люссаку обратились с просьбой несколько фабрикантов, производивших серную кислоту. Чтобы окислить двуокись серы до серного ангидрида, к газовой смеси, которая содержала двуокись серы и воздух, прибавляли двуокись азота. Реакция протекала в больших камерах, при этом получался серный ангидрид и окись азота. После поглощения серного ангидрида водой остальные газы через высокую дымовую трубу выбрасывались в атмосферу. Но когда эти газы смешивались с воздухом, окись азота моментально превращалась в двуокись. Огромные клубы бурого газа выходили из дымовых труб завода, отравляя не только все живое вокруг, но и людей, которые работали на заводе. Вся растительность рядом с сернокислотными заводами погибала. Они, словно зловещие вулканы среди мертвой пустыни, вечно стояли в клубах ядовитого дыма. Необходимо было срочно найти решение проблемы.

295

Гей-Люссак был избран почетным иностранным членом Петербургской Академии наук 9 декабря 1829 г. (Академия наук СССР: 250 лет (1724–1974)/Сост. Б. В. Левшпн, Б. А. Малькевич, П. Н. Корявов. Кн. 1: Персональный состав (1724–1917). — М.: Наука, 1974, с. 366).

Несколько лет проводил свои исследования Гей-Люссак. Он установил, что окислы азота растворяются в серной кислоте, и назвал этот раствор нитрозой. Нитроза оказалась спасительной.

— Вместо того чтобы выпускать газы в дымовую трубу, — объяснял Гей-Люссак промышленникам, — их следует утилизировать. Для этого постройте башню высотой 10–15 метров с кислотоупорной облицовкой и пропускайте газы в нижнюю часть башни, а сверху орошайте их серной кислотой. Когда окислы азота встретятся с кислотой и соединятся с ней, вниз потечет нитроза. В атмосферу же будет выходить только очищенный воздух.

— Но это будет стоить очень дорого. И что делать с нитрозой?

Фабриканты долго спорили, обсуждая проблему. Этот опор продолжали ученые… на протяжении тринадцати лет. Только в 1840 году идея Гей-Люссака нашла практическое

применение: на сернокислотных заводах появилась новая башня. Она и поныне называется «башня Гей-Люссака» [296] .

Гей-Люссак был не только выдающимся ученом, известна и его общественная деятельность. В 1830 году его избрали членом Палаты депутатов. Эту почетную обязанность он с честью выполнял в течение девяти лет. Приблизительно в это же время Гей-Люссак был назначен профессором химии Парижского ботанического сада — высшего учебного заведения, в котором изучались естественные науки.

296

Гей-Люссак разработал также промышленный метод изготовления щавелевой кислоты из древесных опилок при помощи щелочей (1829 г.).

Лекции в университете, заседания в Палате депутатов, руководство изданием «Летописей химии и физики» — журнала, который он редактировал вместе с физиком Домиником Франсуа Араго, почти не оставляли времени для научных исследований [297] . Кроме того, работа в сырых лабораториях не могла пройти бесследно. И хотя Гей-Люссак всегда надевал толстые шерстяные носки и сапоги, чтобы уберечься от сырости, он все чаще ощущал боли в ногах и руках. Постепенно стали опухать суставы. Гей-Люссак старался не обращать на это внимание и продолжал работу. Ни разу он не подал виду, что болен, ни разу не пожаловался. Он боролся с болезнью и пытался победить ее. Однако в начале 1850 года здоровье Гей-Люссака ухудшилось. Он умер 9 мая 1850 года.

297

Журналом «Летописи химии и физики» Гей-Люссак руководил с 1816 г.

…Начав свои научные исследования в эпоху, когда на химию большое влияние оказывали догматы алхимии, когда многие элементы считались соединениями, а соединения — элементами, Гей-Люссак помог найти правильное решение ряда основных вопросов химии [298] . Благодаря его исследованиям в химии освободились от неправильного взгляда на металлы: как выяснилось, при взаимодействии металлов с кислотой водород выделяется из кислоты, а не от металла. Гей-Люссак доказал элементный характер хлора. Его исследования цианистоводородной кислоты, называвшейся до тех пор прусской кислотой, показали, что она содержит углерод и азот, а не какой-то новый элемент. Из реакций, в которые вступала эта кислота, ученые убедились, что существуют радикалы — группы атомов, которые при химических реакциях переходят из одного соединения в другое, не изменяясь при этом. Эти исследования Гей-Люссака положили начало теории радикалов, которая дала толчок дальнейшему развитию органической химии.

298

Гей-Люссак значительно способствовал развитию химии: исследованиями фосфорных кислот и цианистых соединений железа; открытием бора (1808 г.), треххлористого фосфора, серноватистой и серноватой кислот (1819 г.), гремучей (совместно с Либихом) и хлорной кислот; введением методов титрования (см.: Сабадвари Ф., Робинсон А., ук. соч., с. 144 и сл.).

Гей-Люссак создал много новых методов анализа [299] , усовершенствовал технологические процессы, установил важные закономерности для газов.

Его лекторский талант и огромные знания привлекали слушателей со всех концов Европы [300] .

Франция была в то время самым крупным центром науки, и немалая заслуга в этом великого Гей-Люссака. У него работали и учились многие молодые ученые, которые достойно продолжили его дело.

299

Гей-Люссак усовершенствовал элементарный анализ органических соединений путем использования окиси меди в качестве окислителя (1835 г.).

300

Гей-Люссак знал итальянский, английский и немецкий языки, иногда читал на них лекции.

ГЕМФРИ ДЭВИ

(1778–1829) 

Синяя гладь моря уже блестела от первых лучей восходящего солнца. В тот ранний час два худеньких мальчика с трудом пробирались к возвышавшейся вдали скале: море в этом месте почти вплотную подступало к отвесному берегу, оставляя лишь узкую полоску серого песка и гальку. Дети скользили, падали, опять поднимались, перелезали с камня на камень, но твердо шли к намеченной цели.