|
|
Одной из первых публикаций А.
Лавуазье был мемуар «О природе воды» (1769). Работа была посвящена вопросу о
возможнйсти превращения воды в землю. В течение 101 дня А. Лавуазье нагревал
воду в стеклянном сосуде «пеликан» и обнаружил (как и К. Шееле) образование в
воде листочков сероватой земли. В отличие от К. Шееле А. Лавуазье не
производил химического анализа этой земли, но путем взвешивания сосуда и
высушенных листочков установил, что они получаются в результате растворения
стекла.
Решив таким образом вопрос, занимающий в то время ученых,
А. Лавуазье наметил исследование «О природе воздуха». Изучив и
проанализировав данные о поглощении воздуха в различных химических процессах,
он составил обширный план исследования: «Операции, посредством которых, —
писал он, — можно добиться связывания воздуха, суть: рост растений, дыхание
животных, при некоторых обстоятельствах — обжиг, наконец, некоторые (другие)
химические реакции. Я признал, что должен начать с этих экспериментов»
Во второй половине 1772 г. А. Лавуазье уже был занят опытами сжигания различных веществ, прежде всего фосфора. Он установил, что для
полного сжигания фосфора потребно большое количество воздуха. Объяснение
этого факта, данное им, было еще флогистическим. Однако вскоре он представил
Академии наук мемуар, в котором писал: «... я открыл, что сера при горении
вовсе не теряет в весе, а, напротив, увеличивается, т. е. из 1 фунта серы можно получить значительно больше, чем 1 фунт купоросной кислоты ... то же самое можно
сказать о фосфоре;
это увеличение происходит благодаря громадному количеству
воздуха, который связывается при горении» . Далее А. Лавуазье высказывает
предположение, что увеличение массы металлов при кальцинации также
объясняется поглощением воздуха.
В следующем году А. Лавуазье поставил исследования по
кальцинации металлов. Он сообщает также о дальнейших опытах по поглощению
воздуха в процессах горения и высказывается (пока еще не в категорической
форме) о субстанции, содержащейся в воздухе и связывающейся с горящими
веществами в процессе горения. Описывая опыты кальцинации металлов, А.
Лавуазье подтвердил факт поглощения при этом воздуха.
Для всестороннего изучения процессов горения и действия на
различные вещества высоких температур А. Лавуазье построил большую
зажигательную машину с двумя большими линзами, с помощью которой произвел
сжигание алмаза. Результаты всех этих исследований стояли в полном
противоречии с теорией флогистона. А. Лавуазье приходилось соблюдать крайнюю
осторожность в формулировках выводов. Но он продолжал работать по намеченному
плану, все более и более убеждаясь в полной необоснованности теории
флогистона. В 1774 г. А. Лавуазье начал прямую атаку на эту теорию.
Анализируя результаты своих опытов по сжиганию различных веществ, он вскоре
пришел к выводу, что воздух — не простое тело, как думали ученые XVIII в., а
смесь различных по свойствам газов. Одна из частей смеси поддерживала
горение. Опытным путем А. Лавуазье отверг предположение, что это «фиксируемый
воздух» Блэка, наоборот, он утверждал, что эта часть «наиболее удобна для
дыхания».
В это время (70-е гг.) открытие кислорода «носилось в
воздухе» и стало уже неизбежным. Действительно, К. Шееле открыл кислород в
1772, а Дж. Пристлей — в 1774 гг. А. Лавуазье не сразу пришел к открытию кислорода.
Изучая кальцинацию металлов с образованием «извести», он полагал, что
«наиболее пригодная для дыхания» часть воздуха может быть получена из
металлической «извести», т. е. из оксидов любых металлов. Однако его попытки
не увенчались успехом, и только в ноябре 1774 г. (после свидания с Дж. Пристлеем) он перешел к опытам с оксидом ртути.
Эти опыты А. Лавуазье выполнил двумя путями. Он прокаливал
оксид ртути с углем и получил «фиксируемый воздух» Блэка, а также просто
нагревал оксид ртути. Полученный при этом газ представлял, по его мнению,
наиболее чистую часть воздуха. А. Лавуазье пришел также к заключению, что
«фиксируемый воздух» представляет собой соединение «чистого» воздуха с углем.
В своем докладе академии он называл «наиболее чистую часть воздуха» также
«весьма удобовдыхаемым» или «живительным воздухом».
Важные выводы были сформулированы А. Лавуазье в мему- аре
«Опыты над дыханием животных»: 1. При дыхании происходит взаимодействие
только с чистой «наиболее пригодной для дыхания» частью атмосферного воздуха.
Остальная часть воздуха представляет собой лишь инертную среду, которая не
изменяется при дыхании. 2. Свойства испорченного воздуха, остающегося в
реторте после прокаливания металлов, ничем не отличаются от свойств воздуха,
в котором некоторое время находилось животное.
Начиная с 1777 г. А. Лавуазье выступил открыто против теории
флогистона. В одном из мемуаров он писал: «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 оно проходит сквозь поры
сосудов, иногда они непроницаемы для него. Он объясняет одновременно и
щелочность и нейтральность, прозрачность и непрозрачность, окраску и
отсутствие окраски; это настоящий Протей, который меняет свой облик каждое
мгновение»
Интересно, что эти слова А. Лавуазье напоминают
формулировки М. В. Ломоносова, писавшего в 1744 г. об «огненной материи», которая то входит в поры тел, «... как бы привлекаемая каким-то
приворотным зельем, то бурно покидает их, как бы объятая ужасом» .
В мемуаре «О горении вообще» (1777) А. Лавуазье дал
следующую характеристику явлений горения: «1. При всяком горении происходит
выделение «огненной материи», или света. 2. Тела могут гореть только в очень
немногих видах воздуха, или, вернее, горение может происходить лишь только в
одном виде воздуха, который Пристлей называл безфлогистонным 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... 3. При всяком горении происходит
разрушение, или разложение «чистого» воздуха, а вес сгоревшего тела
увеличивается точно на количество поглощенного воздуха. 4. При всяком горении
горящее тело превращается в кислоту... так, если под колоколом сжигать серу,
то продуктом горения будет серная кислота...» .
Основываясь на последнем положении, А. Лавуазье создает
теорию кислот, которые образуются при соединении кислотообразующего начала с
горючими веществами. Этому кислотообразующему началу в связи с этим он дал
название «оксиген» (родящий кислоту, или кислород). Теория кислот А. Лавуазье
оказалась, однако, не соответствующей многим известным фактам. Так, соляная
кислота образуется без всякого участия кислорода. А. Лавуазье в данном случае
принужден был прибегнуть к фантазии для объяснения состава этой кислоты. Он
допустил, что в соляной кислоте содержится особое простое тело — мурий, —
находящееся в кислоте в окисленном состоянии. Поэтому до недавнего времени
соляная кислота называлась у фармацевтов муриевой кислотой.
Противоречил теории кислот Лавуазье и факт образования
воды при сжигании водорода. В течение нескольких лет Лавуазье безуспешно
пытался обнаружить в воде следы кислоты. При этом он установил даже объемные
отношения водорода и кислорода в воде (12:22,9, т. е. почти как 1:2). Этому
результату он, однако, не придал значения. При разложении воды он, действуя
на воду железными опилками, получил водород. Эти исследования были
завершающими в запланированной серии опытов, поставленных с целью
ниспровержения теории флогистона.
Упомянем, что претензии со стороны некоторых ученых на
приоритет открытий А. Лавуазье оказались неосновательными. Действительно,
открытие кислорода по существу принадлежит именно А. Лавуазье, а не К. Шееле
и Дж. Пристлею, остававшихся, по словам Ф. Энгельса, «в плену флогистических
категорий» и не понимавших, что именно они открыли. «И если даже, — писал
далее Энгельс, — А. 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»
|