История открытия кислорода

В 1774 г. Дж. Пристли провел опыты с оксидом ртути (HgO) и суриком (Рb3О4). Маленькую пробирку с небольшим количеством красного порошка HgO он опустил открытым концом в ртуть и нагревал вещество сверху при помощи двояковыпуклой линзы. Дж. Пристли так описывает свой знаменитый опыт: «Достав линзу с диаметром 2 дюйма, с фокусным расстоянием 20 дюймов, я начал исследовать с ее помощью, какой род воздуха выделяется из разнообразнейших веществ, естественных и искусственно приготовленных. После ряда других опытов 1 августа 1774 г. я попытался извлечь воздух из кальцинированной ртути и нашел, что воздух легко может быть изгнан из нее посредством линзы. Этот воздух не поглощался водой. Каково же было мое изумление, когда я обнаружил, что свеча горит в этом воздухе необычайно ярким пламенем. Тщетно пытался я найти объяснение этому явлению… Но ничто, что я делал до сих пор, меня так не удивило и не дало такого удовлетворения».

Почему это открытие вызвало у Дж. Пристли такое удивление? Убежденный сторонник учения о флогистоне, он рассматривал оксид ртути как простое вещество, образованное при нагревании ртути в воздухе и, следовательно, лишенное флогистона. Поэтому выделение «дефлогистированного воздуха» из HgO при нагревании казалось ему просто невозможным. Вот почему он был «так далек от понимания того, что в действительности получил». Для Дж. Пристли новый газ — атмосферный воздух, лишенный флогистона. Степень его флогистикации была равна одной четверти или одной пятой флогистикации обычного воздуха. В 1775 г. он описал те свойства, которые отличают «новый воздух» от «другого газа» — оксида азота N2О.

Открыв в августе 1774 г. кислород, Дж. Пристли, однако, не имел ясного представления о его истинной природе. «Я откровенно признаюсь, — писал он, — что в начале опытов, о которых говорится в этой части (первым описывается опыт с окисью ртути), я был так далек от того, чтобы образовать какую-нибудь гипотезу, которая привела бы к открытиям, которые я сделал, что они показались бы мне невероятными, если бы мне о них сказали».

Дж. Пристли

Дж. Р. Партингтон указал на один из опытов, который до этого не привлекал большого внимания историков химии. Речь идет об установлении Дж. Пристли факта увеличения массы металлов при их обжиге. Говоря о некоторых опытах, поставленных в 1773 г. и в начале 1774 г., он писал: «То, что извести металлов содержат воздух в том или другом виде и что этот воздух содействует добавочному весу извести, сверх веса металлов, из которых они сделаны, было наблюдаемо д-ром Гейлсом. Я также нашел, что вес не прибавился, не потерялся при кальцинации олова в закрытом стеклянном сосуде».

Одновременно с Дж. Пристли в области пневматической химии работал К. Шееле, который писал: «Исследования воздуха являются в настоящее время важнейшим предметом химии. Этот упругий флюид обладает многими особыми свойствами, изучение которых способствует новым открытиям. Удивительный огонь, этот продукт химии, показывает нам, что без воздуха он не может производиться…». В 1774 г. К. Шееле, действуя на черную магнезию (пиролюзит, МnO2) соляной кислотой при нагревании, получил «дефлогистированную соляную кислоту» (хлор), а в 1775 г. — мышьяковистый водород.

В «Химическом трактате о воздухе и огне», опубликованном в 1777 г., К. Шееле изложил результаты своих опытов, проведенных в 1770—1773 гг. Из этой работы видно, что К. Шееле несколько раньше Дж. Пристли получил и описал свойства «огненного воздуха» (кислорода). К. Шееле получал кислород различными путями: нагреванием селитры, нитрата магния, перегонкой смеси селитры с серной кислотой.

«Огненный воздух», — писал К. Шееле, — есть тот самый, посредством которого поддерживается циркуляция крови и соков у животных и растений… Я склонен думать, что «огненный воздух» состоит из кислой тонкой материи, соединенной с флогистоном, и, вероятно, что все кислоты получили свое начало от «огненного воздуха».

К. Шееле объяснял полученные им результаты предположением, что теплота — соединение «огненного воздуха» (кислорода) и флогистона. Следовательно, он так же, как и М. В. Ломоносов, и Г. Кавендищ, отождествлял флогистон с водородом и думал, что при сжигании водорода в воздухе (при соединении водорода и огненного воздуха) образуется теплота.

В 1775 г. Т. Бергман опубликовал статью об открытии К. Шееле «огненного воздуха» и о его теории. «Мы уже раньше отмечали, — писал Т. Бергман, — большую силу, с которой «чистый (огненный) воздух» удаляет флогистон из железа в меди. Азотная кислота имеет также большое сродство к этому элементу… Эти явления приписываются переселению флогистона из кислоты в воздух и легко объясняются тем, что так хорошо было доказано опытами г-на Шееле, что теплота — не что иное, как флогистон, тесно соединенный с чистым воздухом, в комбинации которых порождается полученное тело [и происходит] уменьшение прежде занимаемого объема».

Т. Бергман

Статья Т. Бергмана, в которой излагались основные результаты исследования К. Шееле, была опубликована в 1775 г. Следовательно, Т. Бергман сообщил об открытии К. Шееле кислорода, по крайней мере, на три месяца раньше открытия Пристли. Хотя обычно и говорят, что К. Шееле опоздал с публикацией своей статьи по сравнению с Дж. Пристли примерно на два года, статья Т. Бергмана восстанавливает дату его открытия, сделанного, по крайней мере, не позднее открытия Пристли.

Приведем здесь выдержку из малоизвестного предисловия Т. Бергмана, к книге К. Шееле «Химический трактат о воздухе и огне». «Химия учит, — писал Т. Бергман,— что упругая среда, которая окружает Землю, во все времена и во всех местах имеет единый состав, включающий три различных вещества, а именно хороший воздух (кислород), испорченный «мефитический воздух» (азот) и эфирную кислоту (углекислый газ). Первый Пристли назвал, не то что не правильно, но с натяжкой, «дефлогистированным воздухом», Шееле — «огненным воздухом», поскольку он один поддерживает огонь, в то время как два других гасят его… Я повторил, с различными изменениями, основные опыты, на которых он (Шееле) основывал свои заключения, и нашел их совершенно правильными. Тепло, огонь и свет имеют в основном одни и те же составные элементы: хороший воздух и флогистон… Из видов известных теперь веществ хороший воздух является наиболее эффективным для удаления флогистона, который, как видно, представляет собой настоящее элементарное вещество, входящее в состав многих материй. Поэтому я и поместил хороший воздух наверху, над флогистоном, в моей новой таблице сродства… В заключение я должен сказать, что этот замечательный труд (К. Шееле) был закончен два года тому назад (т. е. в 1775 г.), несмотря на то, что по различным причинам, о которых излишне упоминать здесь, опубликован только теперь (т. е. в 1775 г.). Следовательно, случилось так, что Пристли, не зная труда Шееле, ранее описал различные новые свойства, относящиеся к воздуху. Однако мы видим, что они отличного рода и представлены в иной связи».

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *