Великие химики. Том 2

Манолов Калоян

В Национальной библиотеке в Париже они нашли только несколько алхимических рукописей на греческом языке. Бертло пришлось приложить большие усилия, чтобы понять их. Количество первоисточников между тем увеличивалось. Много интересных рукописей он получил из Британского музея. Некоторые из них были на сирийском языке, и, чтобы прочесть их, ученый прибегнул к помощи Дюваля — отличного знатока сирийского языка. Перевод арабских рукописей сделал Гудас

Утомительная, но чрезвычайно интересная работа над древними рукописями была прервана франко-прусской войной. Спокойной работе в библиотеках и лаборатории пришел конец. Тревогой были полны сердца французов — прусские войска подступали к Парижу. Правительство обратилось с воззванием ко всем ученым включиться в оборону Парижа. Предполагалась осада города.

Бертло отвез Софи и шестерых детей в деревню к дальним родственникам, а сам вернулся в столицу. В конце сентября 1870 года правительство обратилось к

нему с просьбой в кратчайшие сроки разработать наиболее эффективный способ производства селитры — в осажденном городе не хватало пороха.

Буквально через несколько дней Бертло подготовил и представил доклад, в котором указывались способы сбора древесной золы для получения поташа, необходимого в производстве калийной селитры. В докладе указывалось, как соскабливать налет со стен конюшен и погребов, как снимать там тонкий слов земли, как собирать штукатурку и известь в разрушенных зданиях и каким образом извлекать из них соли, необходимые для изготовления селитры.

«Если все население Парижа включится в эту работу, в течение месяца можно будет извлечь сотни тысяч килограммов сырья», — говорилось в заключении ученого.

Указания Бертло оказались чрезвычайно полезными. Были созданы отряды, которые собрали много сырья, вполне достаточного для удовлетворения нужд порохового завода, построенного в течение двадцати пяти дней. На этом заводе ежедневно производилось свыше 7000 кг черного пороха; из пороха делали снаряды для пушек нового типа, обладавших большей дальнобойностью, чем пушки противника; с помощью французских ученых в короткое время было отлито около 400 таких пушек. Париж мужественно защищался, но исход борьбы был предрешен.

— Нас призвали спасать родину слишком поздно, это все равно, что звать врача к больному, у которого уже началась агония. О нас вспомнили лишь тогда, когда Франция оказалась на краю гибели. — Бертло говорил с огорчением и неприязнью.

Убежденный республиканец, он ненавидел монархию и осуждал политику Наполеона III, который привел страну к катастрофе. Позорный мир, заключенный во Франкфурте, и огромная контрибуция легли тяжким бременем на Францию. Это вызвало еще большее возмущение народа. Выражением его недовольства явилось выступление парижских коммунаров. Несмотря на героическое сопротивление французских рабочих, реакционным силам удалось разгромить коммуну. Не затихали выстрелы на кладбище Пер-Лашез, где расстреливали мужественных сынов рабочего Парижа…

Подавленный, Бертло вернулся в лабораторию, чтобы продолжать свои научные исследования. Спасительным островом казались его лаборатории и кабинет, заваленный древними рукописями.

Изучение тепловых эффектов, сопровождающих химические реакции, требовало разработки и конструирования соответствующих приборов. И до Бертло ученые исследовали термохимические процессы, но эти исследования были в известной мере разрозненными и случайными и ух во всяком случае менее обстоятельными. Конструкции калориметров были в то время примитивными. Во многих случаях сгорание вещества было неполным, и данные о теплоте сгорания не отвечали действительным величинам.

Еще Дюлонг, а позднее Фавр и Зильберман [25] предложили проводить сожжение веществ в специальной камере в токе кислорода. Но замер количества газа и вычисление тепла, которое он уносил с собой, создавали огромные экспериментальные трудности. В процессе работы Бертло пришел к выводу, что удобнее применить герметически закрытый сосуд, в котором кислород находится под высоким давлением — это обеспечивало полное сгорание вещества. Первые опыты он провел в толстостенной стеклянной камере: ученый определил теплоту сгорания серы. Прозрачная камера давала возможность непосредственно контролировать полное сгорание вещества. Результаты опытов были обнадеживающими, но недостаточная теплостойкость стекла ограничивала возможность применения этой камеры.

25

Р. А. Фавр, Ж. Т. Зильбермап — французские исследователи, участвовавшие в разработке принципа максимальной работы, усовершенствовании калориметров и других областях термохимии. В 1852 г. они предложили название единице теплоты — «калория» (Соловьев Ю. И. Очерки по истории физической химии. — М.: Наука. 1964, с. 140 и ел.).

— Попробуем изготовить стальную толстостенную камеру, — предложил Бертло, обращаясь к помощникам, работавшим с ним в лаборатории в Коллеж де Франс — Бушару, Ожье, Жоанни и Олену [26] .

— Но сталь подвержена коррозии под действием кислорода, — заметил Бушар.

— Можно покрыть внутренние стенки платиной, — возразил Бертло. — Таким образом, камера будет совершенно устойчива. Возьмитесь-ка за ее изготовление, Ожье. Вот чертежи. Сосуд будет с двойными стенками, пространство между стенками следует заполнить водой. По количеству воды и повышению ее температуры после сожжения мы сможем легко вычислить количество выделившегося тепла.

26

Бушар и Ожье были препараторами Бертло в Коллеж де Франс, а Жоанни и Олен — помощниками в Практической школе Коллеж де Франс. О помощниках и учениках Бертло см.: Мусабеков Ю. С, ук. соч., с. 38–40. У Бертло работали и многие русские исследователи (там же, с. 51–76).

— На какое давление она должна быть предусмотрена?

— Двадцать пять атмосфер.

Не прошло и месяца, как препаратор Ожье торжественно представил новый сосуд, названный калориметрической бомбой. Воспламенение вещества в бомбе осуществлялось электрической искрой, а достаточное количество кислорода способствовало полному и почти мгновенному сгоранию. Этот сосуд настолько упростил тепловые измерения, что через некоторое время его стали применять повсюду. И сейчас нет ни одной термохимической лаборатории, где бы ни использовали калориметрическую бомбу. В принципе ее конструкция не претерпела больших изменений по сравнению с бомбой Бертло, но значительные успехи металлургии в наши дни дали возможность изготовлять калориметрические бомбы из нержавеющей стали, не прибегая к дорогой платиновой облицовке.

^{Ю. Томсен}

^{Ф.Ф. Бейльштейн}

Параллельно с Бертло термохимические исследования проводил выдающийся датский ученый Юлиан Томсен [27] . Нередко свои исследования по одной и той же теме Томсен и Бертло публиковали почти одновременно. Это иногда приводило к спору о приоритете, но в то же время позволяло проверить точность полученных данных. Результаты почти всегда совпадали. Профессор Томсен проводил преимущественно теоретические вычисления, Бертло же определял все величины экспериментально, поэтому совпадение результатов подтверждало правильность их исследований.

27

Ханс Петер Юрген Юлиан Томсен (1826–1909) — датский химик, профессор Копенгагенского университета, один из основоположников термохимии, обобщивший свои работы в четырехтомной монографии: Thornsen J. Thermochemische Untersuchungen. Bd. 1–4. — Leipzig, 1882–1886. Томсен ввел понятие о термодинамическом эквиваленте вещества. О Томсене см.: Соловьев Ю. И., Очерки по истории физической химии. — М.: Наука, 1964, с. 137–153; Bjerrum N. Вег., 42, 4971–4988 (1909); Быков Г. И. История органической химии: Структурная теория, физическая органическая химия, расчетные методы. — М.: Химия, 1976, с. 110–119 и др.; История учения о химическом процессе. — М.: Наука, 1981, с. 25 и ел. — (Всеобщая история химии); Волков В. А. и др., ук. соч., с. 495.

В итоге своих многолетних исследований Бертло сформулировал несколько принципов, один из которых и сегодня называется «принципом Бертло — Томсена» о максимальной работе [28] . Этот принцип гласит: каждое химическое превращение, протекающее без вмешательства внешней энергии, приводит к образованию такого вещества, при получении которого выделяется наибольшее количество тепла.

Вклад Бертло в термохимию очень велик и разнообразен [29] . Так, оперируя сегодня понятиями «экзотермическая и эндотермическая реакция», мы даже не предполагаем, что эти термины были введены в науку еще Марселеном Бертло.

28

Berthelot M. Ann. chim. phys. 4, 5 (1875). Принцип максимальной работы Бертло — Томсена подвергался серьезной критике, в том числе со стороны химиков А. Л. Потылицына (1845–1905), В. Ф. Лугинина (1834–1911) и др.

29

Бертло опубликовал по термохимии 152 собственные работы и 63 совместно со своими многочисленными учениками. Кроме этого, он написал двухтомную монографию по термохимии (Berthelot M. Essai de mecanique chimique fondee sur la thermochimie. T. I: Calorimetrie. T. II: Mecanique. — Paris, 1879).