Кислородная теория

К 70—80-м годам XVIII в. быстро нарастающее количество новых химических открытий уже не укладывалось в рамках учения о флогистоне. Химические, металлургические, текстильные и военные производства нуждались в новых обобщающих теориях, правильно объясняющих процессы горения, окисления и восстановления, с которыми на каждом шагу сталкивалась техника. Эти проблемы нашли свое решение в трудах французского химика А. Л. Лавуазье, расцвет деятельности которого падает на 70—80-е годы XVIII в., на период, непосредственно предшествовавший Великой французской буржуазной революции.

Франция конца XVIII в. по состоянию науки была одной из передовых стран мира. В этой стране было осуществлено издание крупнейшего коллективного труда — знаменитой «Энциклопедии», представляющей собой сводку научных и философских знаний того времени. Редактором «Энциклопедии» был Д. Дидро, который в одной из своих статей утверждал, что «химия — подражательница и соперница природы, ее предмет почти столь же обширен, как у самой природы». Сотрудниками «Энциклопедии» были Ф. Вольтер, Ш. Монтескье, Г. Мабли, К. Гельвеций, П. Гольбах. «Энциклопедия» стала могучим средством распространения достижений науки. Авторы «Энциклопедии» не признавали никаких авторитетов. «Религия, понимание природы, общество, государственный строй, —писал Ф. Энгельс,— все было подвергнуто самой беспощадной критике; все должно было предстать перед судом разума».

Виднейшие ученые пытались объяснить происходящие в природе явления с материалистической точки зрения. Правда, этот материализм был преимущественно механистическим, лишенным идеи движения и связи вещей. В трудах французских философов-материалистов второй половины XVIII в. звучит отказ от метафизического понимания природы, характерного для XVII в.

В 1760—1770 гг. во Франции наблюдался подъем химической и металлургической промышленности. В связи с этим значительно повысился интерес к естественным наукам. С 1761г. во Франции стала выходить многотомная техническая энциклопедия «Описание искусств и ремесел», которая состояла из ряда обобщающих монографий по химической технологии и металлургии. Осуществляется тесное сотрудничество ученых в области теоретической и прикладной химии — многие ученые занимались решением научно-технических вопросов. Если промышленное богатство является результатом практического приложения научных знаний, следовательно, наука «определяет живую силу нации»,— эта мысль отчетливо звучала в выступлениях французских ученых конца XVIII в. «Индустрия,— утверждал А. Л. Лавуазье, — это жизнь цивилизованного государства. Нельзя рассчитывать на успех индустрии, если не совершенствовать непрерывно математические, физические и химические науки… Все части наук и ремесел связаны. Это одна армия, имеющая один фронт».

Н. Леблан

В 1775 г. Парижская Академия наук объявила премию за изобретение процесса, посредством которого хлорид натрия, в изобилии встречающийся в природе, можно было бы превращать в соду (Na23), необходимую для производства стекла и мыла. Эта задача была решена французским химиком-технологом и инженером Николя Лебланом (1742—1806). В 1787— 1789 гг. он разработал промышленный способ получения соды из поваренной соли. При действии серной кислоты на поваренную соль он получил глауберову соль, которую затем прокаливал в пламенной печи вместе с углем и известняком. В результате получался сплав, из которого водой извлекали соду. Первый завод по производству соды по способу Леблана был построен в Сен-Дени, близ Парижа, в 1791 г.

Практическое значение способа Леблана трудно переоценить. По словам Ж. Б. Дюма, «открытие искусственной соды есть одно из наиболее значительных благодеяний, если не самое значительное, среди тех, которые новая наука дала человечеству».

Исследования Антуана Лавуазье

Свои химические исследования А. Лавуазье начал в конце 60-х годов XVIII в. В этот период в химии наблюдалось небывалое оживление. Химики-пневматики делали одно открытие за другим; скрупулезные аналитики снабжали химию точными данными количественных исследований.

В первых своих работах А. Лавуазье выступал сторонником учения о флогистоне. Однако его критический ум не был в плену каких-либо устоявшихся принципов, а сознательное использование количественных исследований довольно скоро заставило его усомниться во многих утверждениях основателя флогистонного учения Г. Шталя. Он следовал за своим учителем Г. Ф. Руэлем, который весьма скептически относился к излишним увлечениям умозрительными теориями и старался строить свои выводы, основываясь лишь на фактах, наблюдаемых непосредственно на опыте.

Публичные лекции по химии, которые Г. Руэль читал в Париже, в Королевском ботаническом саду, оказали сильное влияние на его современников. На лекции Г. Руэля, сопровождаемые интересными опытами, собирался весь цвет парижской интеллигенции; посещали их и иностранные ученые. Сейчас нет возможности в полной мере оценить значение лекций и опытов Г. Руэля, но, несомненно, оно было велико и распространялось далеко за пределы Парижа.

А.Л. Лавуазье

А. Лавуазье, как и Г. Руэль, ограничивал себя (на современном ему этапе развития химии) рамками опытных данных, но в противоположность своему учителю он перешел от качественного эксперимента к количественному. На вопрос, каким наиболее важным свойством обладает вещество, А. Лавуазье отвечал: масса вещества и ее сохранение. Он глубоко верил в эту истину, и именно она помогла ему совершить революцию в химии.

Представления о сохранении массы материи и количества движения в 40—60-е годы XVIII в. получили обобщение в трудах М. В. Ломоносова. В 1748 г. он писал Л. Эйлеру: «Все встречающиеся в природе изменения происходят так, что если к чему-либо нечто прибавилось, то это отнимается от чего-то другого. Так, сколько материи прибавляется какому-либо телу, столько же теряется у другого, сколько часов я затрачиваю на сон, столько, же отнимаю от бодрствования, и т. д. Так как это всеобщий закон природы, то он распространяется и на правила движения».

М. В. Ломоносов придавал большое значение закону сохранения, применяя его и к массе материи (вещества), и к движению (зарождение закона сохранения энергии), притом «для всех перемен, в натуре случающихся».

К концу XVIII в. количественные методы исследования привели химиков к очень важному выводу о том, что ни теплота, ни свет, ни другие подобные агенты не увеличивают и не уменьшают массы вещества. Какие бы бесчисленные изменения ни претерпевали простые и сложные вещества в процессе как естественных, так и искусственных лабораторных воздействий, природа и масса химических элементов остаются неизменными. Это фундаментальное положение становится основой дальнейших количественных химических исследований. В это время принцип сохранения массы широко применялся в практике количественного анализа, хотя как один из основных законов природы он был осмыслен значительно позднее. В руководствах по химии и физике XVIII в. и первой половины XIX в. этот закон упоминался редко. Однако уже в конце XVIII в. в химических исследованиях появилась тенденция приводить данные о массе веществ, исходных и полученных в результате химических превращений.

Сознательное экспериментальное приложение принципа сохранения массы к решению фундаментальных вопросов химии—одна из выдающихся заслуг А. Лавуазье. Масса вещества до реакции должна быть равна массе после реакции. Если равенства на опыте не соблюдалось, то это было связано, либо с неточностью прибора, либо с недостатком метода работы, способствовавшим потере части вещества (в виде бесцветного, невидимого, но весомого газа), либо, наоборот, с неучтенной экспериментатором прибылью вещества. В 1766 г. А. Лавуазье писал: «Весы — это верный способ испытания, который химиков не обманывает. Определение веса исходных веществ и продуктов до и после опытов — основа всего надежного и точного, что может быть сделано в химии».

В статье «О природе воды и об опытах, при помощи которых полагали доказанной возможность превращения ее в землю» (1770) А. Лавуазье показал прекрасный образец точного для того времени взвешивания продуктов реакции и анализа явлений, основанного на законе сохранения массы. Речь шла о длительном споре относительно существования или несуществования предела превращаемости материи. Проблема связана была с уточнением и окончательным утверждением понятий о простом теле и химическом элементе. В течение тысячелетий господствовало мнение, что вода — это простой элемент. «Вода есть первичная материя всех тел Вселенной, которая, высыхая от жары и воздуха, становится землей» — такова была точка зрения ученых, которая господствовала до 70-х годов XVIII в.

В своей работе А. Лавуазье неопровержимо доказал, что вода ни при каких условиях не превращается в землю, т. е. опроверг то, во что так долго верили многие ученые (И. Ван Гельмонт, Р. Бойль и др.). Основываясь на том, что при выпаривании воды выпадает осадок, они считали, что вода превращается в землю. Р. Бойль, например, в 1666 г. нашел, что при повторных перегонках дистиллированной воды в стеклянном сосуде, если испарить воду досуха, действительно всегда получается белое порошкообразное вещество. Опровергнуть это традиционное мнение мог только точный эксперимент, который и был сделан А. Лавуазье. Чтобы выполнить этот опыт, он заказал специальный стеклянный сосуд («пеликан») для продолжительного кипячения воды без потери пара; ему изготовили большие точные весы для взвешивания всего аппарата, в 5 фунтов 6 унций дождевой воды он нагревал в герметически закрытом «пеликане» в течение 101 дня (с 24 октября 1768 г. по 1 февраля 1769 г). До и после опыта А. Лавуазье взвешивал прибор с водой; оказалось, что его масса не изменилась. Выпарив воду, А. Лавуазье получил 20,4 грана землистого остатка. Высушенный «пеликан» потерял 17,4 грана. На основе этих данных А. Лавуазье пришел к выводу, что вода не превращается в землю, а что осадок при ее выпаривании образуется в результате растворения стекла сосуда, в котором кипятили воду. Общий вывод из этой работы А. Лавуазье сформулировал так: «…земля, которую Бойль, Халлер и Маргграф получили из воды, представляла собой не что иное, как стекло, выделившееся обратно при выпаривании, так что опыты, на которых основывались эти физики, будучи далеки от того, чтобы доказать возможность превращения воды в землю, заставляют, скорее, думать, что она остается неизменной».

Одновременно с А. Лавуазье ту же задачу о непревращаемости воды в землю разрешил в Швеции К. Шееле, но он не сделал из своего открытия широкого научного обобщения и, что особенно характерно, не связал своего эксперимента со взвешиванием. К. Шееле просто качественно констатировал, что в воде, подвергавшейся кипячению в стеклянной посуде, появляется щелочь и небольшое количество мельчайших частиц кремнезема. Зная материалы, из которых изготовляется стекло, легко было прийти к заключению, что «земля», появлявшаяся в воде, «происходит» именно из стекла.

Результаты опыта А. Лавуазье, доказывающие, что вода не может превращаться в землю, сделали сомнительным и представление о том, что простые тела, являющиеся самобытными индивидами, могут превращаться друг в друга.

Одна из самых актуальных проблем химии того времени — проблема горения, восстановления и окисления металлов — привлекла внимание А. Лавуазье. 20 февраля 1772 г. он сделал в своем лабораторном журнале программную запись: «Я поставил перед собой задачу все повторить с новыми предосторожностями, дабы объединить все то, что мы знаем о том воздухе, который связывается или выделяется из тел, с другими добытыми познаниями и создать теорию, которая должна вызвать революцию в физике и химии». Французский ученый М. Бертло отметил, что это «вступление» А. Лавуазье — начало реформы в химии. Как развивались его исследования, приведшие к созданию кислородной теории горения и окисления, сыгравшей огромную роль в становлении химии как самостоятельной науки? Надо сказать, что революцию в химических воззрениях А. Лавуазье совершил не столько постановкой новых опытов, не в результате открытия новых реакций или изучения свойств химических соединений, а в результате последовательного применения к изучению химических явлений физических методов исследования, в частности точного взвешивания веществ, участвующих в химических превращениях. Анализ отдельных работ А. Лавуазье показал, что он постепенно переходит от уверенности в справедливости теории флогистона к сомнениям в ее состоятельности и, наконец, к убеждению в том, что эта теория совершенно ошибочна. Но эта эволюция взглядов А. Лавуазье, как и весь сложный процесс перехода от теории флогистона к кислородной теории горения, характерный для конца XVIII в., не была связана с постановкой каких-либо эффектных решающих опытов. Речь шла скорее о том, чтобы оценить всю совокупность известных фактов с принципиально иных позиций: увидеть в явлениях горения и окисления не процессы разложения (выделения флогистона), а процессы соединения различных веществ с кислородом. Аналогичные события произошли и в астрономии, когда Н. Коперник предложил объяснять всю совокупность наблюдаемых данных о движении планет не вращением Солнца вокруг Земли и планет, а, наоборот, их вращением вокруг Солнца. И как во времена Коперника, трудность восприятия учения А. Лавуазье многими его современниками обусловливалась необходимостью отказаться от традиционных воззрений, изменить не только понимание сущности многих химических реакций, но и все химическое воззрение.

10 сентября 1772 г. в лабораторном дневнике А. Лавуазье появляется описание опыта сжигания фосфора в герметически закрытой колбе. При этом он указывал, что намерен проверить, поглощает ли фосфор при горении воздух. В «Трактате о фосфорной кислоте и ее соединениях с различными соляными, землистыми и металлическими субстанциями» (1772) А. Лавуазье убедительно показал, что фосфорная кислота весит больше, чем исходный фосфор, что эта кислота превращается в другую форму за счет влажности воздуха и что фосфор имеет большое сходство с серой.

1 ноября 1772 г. А. Лавуазье подготовил краткую заметку, переданную секретарю Академии. Он писал: «Я открыл, что сера при горении вовсе не теряет в весе, а, напротив, увеличивается… То же самое можно сказать и о фосфоре, что увеличение веса происходит вследствие громадного количества воздуха, который связывается при горении и соединяется с парами. Это открытие, установленное путем опытов, которые я считаю решающими, заставило меня думать, что то, что наблюдается при горении серы и фосфора, могло иметь место у всех тел, вес которых увеличивается при горении и прокаливании, и я убедился, что увеличение веса металлов при превращении их в металлические земли происходит от той же причины».

Мы уже отмечали, что ученые XVII в. Ж. Рей, Р. Гук, Д. Мэйоу высказывали мысль об участии воздуха в процессах горения и окисления; к ней возвращались и ученые первой половины XVIII в. Так, М. В. Ломоносов (как и другие химики XVIII в.) видел некоторое родство между окислением металлов при обжиге и образованием гидроксидов при осаждении едкими или углекислыми щелочами из растворов, полученных действием кислот на металлы.

Казалось, напрашивался вывод о том, что в увеличении массы при обжигании основную роль играет «воздух». Для проверки наблюдаемых явлений М. В. Ломоносов поставил опыты по обжиганию металлов «в пустоте». Результаты этих опытов до нас не дошли. Можно только предполагать, что он вследствие несовершенства экспериментальной техники мог наблюдать увеличение массы  и после кальцинации металлов в безвоздушном пространстве. М. В. Ломоносов пользовался одноцилиндровым поршневым бесклапанным воздушным насосом Лейпольда, позволявшим получать только очень небольшое разрежение: давление воздуха понижалось всего лишь до 15— 20 мм рт. ст. Естественно, что нагревание в такой «пустоте» легкоокисляемых металлов (свинца, олова) сопровождалось их окислением и, следовательно, увеличением массы. Чтобы объяснить это, М. В. Ломоносов прибег к помощи ударной теории тяготения, сторонниками которой были Р. Декарт, X. Вольф. По их мнению, некая тонкая материя толкает тела к центру земного шара. Разделяя эту ошибочную точку зрения, М. В. Ломоносов полагал, что, «вследствие уничтожения сцепления частиц кальцинированием, их поверхности, ранее закрытые взаимным соприкосновением, оказываются уже свободно подверженными тяготительной жидкости и потому сильнее пригнетаются к центру Земли».

Следовательно, как в XVII в., так и в первой половине XVIII в., когда количественный метод исследования еще только утверждался, идея об участии воздуха в процессах горения и окисления не получила достаточно полного экспериментального подтверждения. Но к концу XVIII в. ситуация изменилась, и это было связано главным образом с успехами пневматической химии. В 1774 г. А. Лавуазье выпустил в свет книгу «Небольшие работы по физике и химии», содержащую, кроме обзора научных достижений в области химии газов, изложение новых представлений о процессе горения, обжигания и выводы о том, что увеличение массы олова и свинца происходит в результате присоединения части атмосферного воздуха (кислород был тогда еще неизвестен А. Лавуазье). Эту книгу он послал французским и зарубежным ученым, а также в иностранные академии наук, в том числе и в Петербургскую Академию наук. В сопроводительном письме он указывал, что своей работой он хотел привлечь внимание ученых к важной теории, по-видимому, открывающей перед химиками новые пути.

Дж. Пристли

В октябре 1774 г. А. Лавуазье встретился с Дж. Пристли, который приехал в Париж. Дж. Пристли рассказал, что, нагревая оксид ртути, он получил такой воздух, в котором свеча горела гораздо лучше, чем в обыкновенном воздухе. За несколько дней до встречи с Дж. Пристли А. Лавуазье получил от К. Шееле из Упсалы письменное сообщение (30 сентября 1774 г. ) о том, что при нагревании карбоната серебра выделяется в таком же количестве, как и углекислый газ, какой-то газ, в котором может гореть свеча и могут жить животные. Повторяя опыты Дж. Пристли, А. Лавуазье нагрел ртуть в закрытом сосуде. Он заметил, что при этом «исчезло» около 1/6 части воздуха, находившегося в сосуде, но ведь «исчезнуть» эта часть воздуха не могла. А. Лавуазье взвесил образовавшийся оксид ртути и убедился, что эта часть соединилась со ртутью. Далее он установил, что оставшиеся 5/6 части воздуха не были способны поддерживать ни горение, ни дыхание. После этого А. Лавуазье приступил к обратному опыту. Он нагрел оксид HgO и выделил 1/6 часть воздуха, смешал ее с 5/6 «удушающего» газа и получил смесь, которая ничем не отличалась от первоначально взятого воздуха.

Проведенные опыты показали, что 5/6 части воздуха, которым мы дышим, представляют собой удушающее вещество, не способное поддерживать дыхание животных, воспламенение и горение тел, что только 1/6 часть атмосферного воздуха пригодна для дыхания, что в процессе образования оксида ртути ртуть поглощает «здоровую» часть воздуха, оставляя удушающую, что, соединяя часть воздуха, пригодную для дыхания, и часть «удушающую», можно обратно синтезировать воздух, подобный атмосферному.

Эти опыты впервые установили, что процесс окисления ртути происходит в результате соединения ее со «здоровой» частью воздуха. Результаты своих опытов А. Лавуазье изложил в докладе Академии наук 26 апреля 1775 г., а 8 августа 1775 г. он еще раз повторил доклад, в котором впервые разъяснил, что воздух состоит из двух газов: «чистого воздуха», способного поддерживать горение, дыхание и окислять металлы, и воздуха, не обладающего этими свойствами. Названия «кислород» и «азот» были даны им позднее. Здесь же А. Лавуазье объяснил состав «постоянного воздуха», т. е. углекислого газа, который образуется при горении кислорода с углем.

В 1775 г. появилась работа А. Лавуазье «О природе вещества, соединяющегося с металлами при их прокаливании и увеличивающего их вес». В ней он описал классический опыт, который начинается с количественного анализа воздуха с помощью металлической ртути и кончается количественным анализом HgO, регенерацией последнего и получением кислорода.

Создание кислородной теории

К концу 1770-х годов были уже все предпосылки для создания кислородной теории. В начале своей борьбы с учением о флогистоне А. Лавуазье выступал очень осторожно, ограничиваясь замечанием, что изучаемые явления могут быть объяснены и на основании новой теории. Но в 1777 г. он смело сформулировал следующие основные положения новой теории горения:

1) тела горят только в «чистом воздухе»;

2) «чистый воздух» поглощается при горении, и увеличение массы сгоревшего тела равно уменьшению массы воздуха;

3) металлы при прокаливании превращаются в «земли». Горящие сера или фосфор, соединяясь с «чистым воздухом» (и водой), превращаются в кислоты.

Последнее положение сыграло основную роль в создании новой теории кислот.

Так было установлено очень важное положение: увеличение массы обжигаемого металла происходит вследствие присоединения к нему определенной составной части воздуха. В статье «О присутствии воздуха в селитряной кислоте и о способах анализа и синтеза этой кислоты» (1776) А. Лавуазье показал на опыте, что селитряная кислота состоит из «селитряного воздуха» (оксида азота) и «чистейшего воздуха» (кислорода), соединение которых растворено в воде.

В работе «Общее рассмотрение природы кислот и принципов их соединения» (1777) А. Лавуазье пришел к выводу, что «в общем, имеется кислотный принцип, или oxygene, который, соединяясь с некоторыми телами, превращает их в кислоты». А. Лавуазье показал, что угольная кислота получается из кислорода и углерода, серная кислота — из серы и кислорода, фосфорная кислота — из фосфора и кислорода, азотная кислота — из азота и кислорода и т. д. На основании этого он сделал общий вывод о том, что все кислоты состоят из радикала и окисляющего кислотообразующего начала — «оксигена», т. е. кислорода. Опираясь на эти наблюдения, А. Лавуазье, дал новое объяснение окислительно-восстановительным процессам.

В 1776 г. он показал, что при горении угля и алмаза образуется один и тот же газ, известный тогда под названием «фиксированный воздух» (СО2). А. Лавуазье нашел, что этот газ состоит из угля и кислорода. В 1777 г. им было исследовано горение органических веществ и установлено, что спирт, эфир, воск образуют при сгорании также «фиксированный воздух». Количественный состав углекислого газа (28 % С и 72 % О) был определен А. Лавуазье в 1781 г. Тогда же он ввел названия «кислород» и «углекислота». В следующем году ему удалось исследовать состав оксидов и показать, что один и тот же металл может соединяться с кислородом в разных пропорциях.

Изучение состава воды

Изучение состава воды имело огромное значение как для утверждения кислородной теории, так и для развития всего естествознания.

В 1775—1777 г. были проведены опыты (П. Маке, Дж. Пристли) по сжиганию «горючего воздуха» (т. е. водорода) в замкнутом сосуде. При этом наблюдалось появление капелек воды. Но этим наблюдениям в свое время не придали большого значения.

Спустя несколько лет Г. Кавендиш осуществил опыты по сжиганию смеси атмосферного и «горючего воздуха» в герметически закрытом сосуде (1781). На стенках сосуда каждый раз он наблюдал появление капелек воды. Один из опытов был проведен со смесью, содержащей атмосферного воздуха в 2,5 раза больше, чем «горючего воздуха». Было получено 135 гран жидкости, которая при выпаривании не дала никакого осадка.

Генри Кавендиш

Исследования показали, что полученная роса есть не что иное, как вода. Следовательно, весь «горючий воздух» и 1/6 часть атмосферного воздуха превращаются в чистую воду.

Затем Г. Кавендиш исследовал взрывы смесей «горючего воздуха» (водорода) и «дефлогистированного воздуха» (кислорода) . Эти опыты позволили ему сделать вывод, что почти весь «горючий» и весь «дефлогистированный воздух» при этом превращаются в чистую воду. Г. Кавендиш, как убежденный сторонник флогистонного учения, неправильно истолковал результат своего опыта и, что теперь кажется особенно удивительным, даже не понял, что вода состоит из водорода и кислорода. Он рассматривал воду как элементарное вещество.

Первым, кто высказал мысль, что вода не простой «элемент», а состоит из «чистого воздуха» (кислорода) и «горючего воздуха» (водорода), был знаменитый изобретатель паровой машины Джемс Уатт. В письме к Дж. Блэку от 21 апреля 1783 г. он сообщал: «Когда совершенно сухой горючий воздух и совершенно сухой дефлогистированный воздух сжигаются посредством электрической искры в закрытом стеклянном сосуде, то, по остывании сосуда, находят воду, приставшую к сосуду, в количестве, равном или почти равном, весу всего воздуха… Не вправе ли мы отсюда заключить, что вода состоит из дефлогистированного и горючего воздуха, или флогистона».

Так впервые была высказана идея о том, что вода — сложное тело.

14 декабря 1783 г. Дж. Пристли писал Д. Бэнксу:

«…Мысль о том, что вода состоит из чистого воздуха и флогистона (горючего воздуха), высказал впервые Уатт. Вы найдете изложение этой мысли в письме, адресованном мне и которое я переслал в Королевское общество…».

Казалось бы, все факты были налицо, и можно было сделать вывод об истинном составе воды, ибо масса получаемой воды в точности была равна общей массе исходных газов. Но Кавендиш, Пристли, Уатт были в плену ошибочной флогистонной теории. Они не знали истинной природы «горючего» и «дефлогистированного» газов. Они отождествляли «горючий воздух» с флогистоном. Таким образом, к 1783 г. в рамках флогистонной теории вода трактовалась как сложное тело, образованное «дефлогистированный воздухом» и флогистоном.

Образование воды при горении водорода. Прибор А. Лавуазье

25 июня 1783 г. А. Лавуазье сообщил о своем опыте по сжиганию водорода в кислороде на заседании Парижской Академии наук, которая поручила специальной комиссии проверить эти опыты. В результате было получено из газообразных водорода и кислорода 45 гран чистой воды.

В конце 1783 г. А. Лавуазье изложил результаты своих опытов в статье «Мемуар, в котором поставлена задача доказать, что вода не есть вовсе простое тело, элемент в буквальном смысле этого слова, но что она может быть разложена и вновь воссоединена». Основной вывод работы гласил: «Вода отнюдь не является простым веществом, она полным своим весом состоит из горючего воздуха и живительного воздуха». А. Лавуазье установил, что на 12 объемов «живительного воздуха»

(т. е. кислорода) приходилось 22,9 объема «горючего воздуха» (т. е. водорода).

«После тото как вода была искусственно сложена, надо было ее разложить», — так сам А. Лавуазье сформулировал программу дальнейших исследований. Неожиданно исследования в этом направлении приобрели большое практическое значение.

5 июня 1783 г. братья Ж. М. и Ж. Э. Монгольфье совершили полет на воздушном шаре, наполненном воздухом. Парижская Академия наук проявила к этому большой интерес и организовала (2 июля 1783 г.) комиссию для «усовершенствования аэростатических машин»; секретарем комиссии был назначен А. Лавуазье. В том же году, 27 августа, в Париже состоялся первый полет наполненного водородом воздушного шара. Для наполнения шара требовалось большое количество водорода. Известный тогда способ получения водорода действием разбавленной серной кислоты на железо был, однако, очень дорогим. В связи с необходимостью изыскания более дешевого способа получения больших количеств водорода для наполнения аэростатов А. Лавуазье и Ж. Менье зимой 1783/84 г. провели несколько опытов с целью получения водорода из воды. В докладе Парижской Академии наук 21 апреля 1784 г. А.Лавуазье и Ж. Менье описали опыт разложения воды железом при высокой температуре. Установка состояла из ружейного ствола, соединенного с прибором для получения водяных паров и с приемником для образующихся газов. При пропускании через нагретый докрасна ствол вода целиком разлагалась и в приемнике под колоколом собирался водород. В так называемом «идеальном эксперименте» 100 гран воды в парообразном состоянии протекало через стеклянную трубку, содержащую 274 грана железа. В результате было получено 15 гран (0,795 г) «горючего воздуха», а железо (магнетит Fe3О4) стало весить 85 гран (4,505 г).

В феврале 1785 г. А. Лавуазье и Ж. Менье, завершив опыты по разложению и синтезу воды, установили, что вода содержит 15 вес. % водорода и 85 вес. % кислорода (современные данные: 11,1 % и и 88,9 % О).

В статье «О синтезе и анализе воды» А. Лавуазье писал:«Но так как в физике не менее верно, чем в геометрии, положение: целое равно сумме своих частей, мы полагаем правильным сделать заключение, что вес воды должен быть равен сумме весов двух воздухов, которые послужили для ее образования, так как, согласно нашим опытам, из них получается только чистая вода без какого-либо остатка». Следовательно, как показал А. Лавуазье, вода, кроме кислорода, который является одним из ее начал, содержит другое начало, которое характерно для воды и также является ее составным радикалом. В 1787 г. по предложению Л. Гитона де Морво для этого начала — «горючего воздуха» — было введено название «водород» (hydrogene — рождающий воду).

Итак, в 1785 г. было окончательно установлено, что два газообразных вещества при взаимодействии образуют жидкость; это было великим открытием, которым ознаменовался конец XVIII в.

Был установлен состав самого распространенного на земле химического соединения.

После установления состава воды А. Лавуазье окончательно выясняет главенствующую роль кислорода в своей системе, а в 1783 г., наконец, решительно выступает против теории флогистона в трактате «Размышления о флогистоне», опубликованном лишь в 1786 г. «Химики сделали из флогистона смутное начало, которое не определено в точной мере и которое поэтому пригодно для любых объяснений, в какие его хотят ввести… Моя задача, — писал А. Лавуазье, — была развить в этом мемуаре теорию горения, опубликованную мной в 1777 г., показать, что флогистон Шталя — воображаемое вещество, присутствие которого он без всяких к тому оснований допустил в металле, в сере, в фосфоре, во всех горючих телах. Все явления горения и обжига объясняются гораздо проще и легче без: флогистона, чем с его помощью. Я не жду, что мои взгляды будут сразу приняты. Человеческий ум привыкает видеть вещи; определенным образом, и те, кто в течение части своего жизненного пути рассматривал природу с известной точки зрения, обращаются лишь с трудом к новым представлениям. Итак, дело времени — подтвердить или опровергнуть выставленные мною мнения».

Распространив свою кислородную теорию и методы исследования на вещества растительного и животного происхождения, А. Лавуазье подготовил основу для возникновения органической химии как науки. Он в 1783—1784 гг. впервые провел количественный анализ органических соединений и установил, что основными частями растительных тел являются водород, кислород и углерод и что нет растительных тел, которые могут существовать без них. Животное тело состоит примерно из тех: же элементов, что и продукты разложения растений, с той лишь разницей, что они содержат большее количество водорода и азота.

В 1787 г. вышла книга «Система химической номенклатуры», разработанная Гитоном де Морво, Лавуазье, Бертолле и Фуркруа. Книга содержит предложения о преобразовании химической номенклатуры и символики, таблицы новых и прежних названий и химических знаков. К книге приложена новая система химических знаков, предложенная Ж. А. Ассенфранцем и П. О. Аде. Переводы книги опубликованы в Лондоне (1788), США (1791) и Вене (1793).

Титульный лист «Начального учебника химии» А.Лавуазье

В 1789 г. А. Лавуазье завершил разработку кислородной системы, а весной этого же года опубликовал знаменитый «Начальный учебник химии». Мысль написать руководство по химии по новой системе возникла у А. Лавуазье еще в 1778 г. Непосредственно к подготовке плана и материала книги А. Лавуазье приступил в 1780/81 г.; но только в 1788 г., когда ученый завершил экспериментальное обоснование кислородной теории, он имел в своем распоряжении все материалы для написания классического руководства «Начальный учебник химии, изложенный в новом порядке согласно современным открытиям», который вышел в свет в марте 1789 г. Тираж (2000 экз.) быстро разошелся. В том же году вышло второе издание в трех томах. В третий том вошла книга «Химическая номенклатура», опубликованная в 1787 г.

«Начальный учебник химии» состоит из трех частей:

  1. Образование и разложение газов, горение простых тел и получение кислот.
  2. Соединения кислот с основаниями и образование средних солей.
  3. Описание химических приборов и практических приемов.

В предисловии А. Лавуазье писал: «Каждая физическая наука необходимо состоит из ряда фактов, образующих науку, представлений, их обобщающих, и слов, их выражающих. Слово должно рождать представление, представление должно изображать факт, это три оттиска одной и той же печати».

В своей книге А. Лавуазье наиболее четко сформулировал закон сохранения вещества и закон сохранения элементов при химических реакциях:

«Ничто не творится ни в искусственных, ни в природных процессах, и можно принять в качестве принципа, что во всякой операции количество материи одинаково до и после опыта, что качество и количество начал (т. е. элементов) остаются теми же самыми, что происходят лишь перемены, видоизменения. На этом принципе основано все искусство экспериментирования в химии. Необходимо предполагать существование настоящего равенства, или одинаковости, между составными началами исследуемых тел и началами, извлеченными из них посредством анализа». Так было положено начало химической алгебре: закон о равенстве масс до и после реакции позволял писать уравнения химических реакций.

В первой части учебника А. Лавуазье описал определение состава воздуха и опыты соединения серы, фосфора и углерода с кислородом. Далее изложена кислородная теория горения. Вторая часть содержит учение о солях и описание важнейших химических соединений.

А. Лавуазье приводит названия и состав неорганических кислот: азотистой, азотной, соляной, мышьяковой, сернистой, серной, плавиковой, вольфрамовой, фосфористой, фосфорной, буровой, борной, молибденовой.

При рассмотрении действия кислорода на металлы А. Лавуазье вводит название «окиси» вместо металлических «земель». Затем разбирает анализ и синтез воды, а также описывает свойства водорода и солеродных оснований. В заключение автор останавливается на свойствах металлов. А. Лавуазье опроверг вековую иллюзию о сложности металлов. Он первый определил металлы как простые вещества.

А. Лавуазье придавал исключительное значение развитию научного приборостроения. Изобретенная им и построенная новая аппаратура обеспечила постановку и успех новых опытов. Она дала высокую для своего времени точность экспериментальных результатов . Не случайно поэтому третью часть своего учебника он посвятил описанию приборов (весов, газометра, калориметра) и практических операций (механических и химических, например, перегонки, сжигания, плавления, возгонки и др.).

«Таблица простых тел» А.Л. Лавуазье

В учебнике приведен первый список простых веществ, в который А. Лавуазье включил свет и теплород, три газа (кислород, азот и водород), шесть неметаллов, семнадцать металлов и пять «земель», которые, по мнению А. Лавуазье, «вскоре перестанут причисляться к числу простых веществ». Их инертность к кислороду позволила А. Лавуазье сделать заключение, что эти «земли» можно рассматривать как оксиды металлов.

Смелое по тому времени предположение ученого было впоследствии подтверждено разложением «земель» на их составные части. А. Лавуазье придерживался определения химического элемента, которое дал П. Макер. В книге «Начальный курс химии» он писал: «Если… мы свяжем с названием элементов, или начал, представление о последнем пределе, достигаемом анализом, то все вещества, которые мы еще не смогли никаким способом разложить, являются для нас элементами». Ценность этого понятия, несмотря на то, что оно содержало в себе отрицательные признаки (элементы — это простые тела, которые далее не разлагаются), заключалась в том, что такое понятие становилось программой дальнейших химических исследований. Сомнения в простоте некоторых «простых веществ» заставляли ученых тщательно анализировать их различными методами.

А. Лавуазье с исключительной дальновидностью отмечал: «Мы не можем уверять, что считаемое нами сегодня простым является таковым в действительности. Мы можем только говорить, что такое-то вещество является пределом, достигаемым посредством химического анализа, и что при современном состоянии наших знаний оно не может быть разделено далее». А. Лавуазье не делал попыток определить понятие «химический элемент» с точки зрения атомной теории. Он писал, что если термином «элементы» мы хотим обозначить те простые и неделимые атомы, из которых состоит вещество, то существование их весьма вероятно, но мы ничего о них не знаем.

Считая важнейшей задачей количественное изучение внешних макроскопических форм материи, А. Лавуазье объяснял сложные макроскопические явления через воображаемые геометрические и кинематические свойства отдельных корпускул, непосредственно недоступных еще тогда органам чувств и измерительным приборам. Ниспровергнув флогистон, он оставил в списке простых тел свет и теплород. По-видимому, для этого у него были достаточно веские основания. Во-первых, теории флогистона А. Лавуазье противопоставил свою теорию, сделавшую гипотетический флогистон совершенно излишним. Принципиально иначе обстояло в то время дело с теплородом: несмотря на то, что некоторые ученые, в том числе и М. В. Ломоносов, были сторонниками кинетической теории теплоты, понятием «теплород» для объяснения очень широкого круга физических явлений продолжали пользоваться почти все естествоиспытатели. Более того, представления о теплороде удерживались и в физике, и в химии до второй половины XIX в.

Опыт Лавуазье по определению состава воздуха

Таким образом, допущение, что кислород — это соединение некоего «основания» кислорода с теплородом (о чем писал и А. Лавуазье), не противоречило принятым в то время физическим и химическим теориям.

Что касается такого «элемента», как свет, то он, по наблюдениям химиков, выделялся в процессе многих химических превращений. Кроме того, широко известная в то время корпускулярная теория света И. Ньютона не исключала наличия у света «обычных» свойств химических элементов, в том числе и наличия определенной массы. Здесь интересно рассмотреть еще одно обстоятельство.

А. Лавуазье считал, что теплород — это «флюид особый в своем роде, очень тонкий, очень упругий, столь мало весомый, что его вес ускользает от всех инструментов, которые были применены до сих пор для его определения…».

Таким образом, в таблицу элементов А. Лавуазье включил не невесомые субстанции «свет» и «теплоту», а простые тела, масса которых, однако, не могла быть определена с помощью имевшейся тогда аппаратуры.

Только через несколько десятилетий химики вычеркнули свет и теплород из списка элементов (впервые это сделал Я. Берцелиус, вычеркнув из списка свет). Физикам предстояло решить вопрос о природе этих «флюидов». В своем учебнике А. Лавуазье совершенно по-новому осветил вопрос о кислотах, основаниях и солях. Он считал, что любая кислота состоит из кислотного основания (радикала) и «начала кислотности» (кислорода), общего для всех кислот.

Основания состоят из металла и кислорода. Соли получаются путем взаимодействия кислот и оснований (т. е. ангидридов кислот и основных оксидов). Например, оксид меди и серная кислота (т. е. серный ангидрид) образуют сульфат меди, известь и угольная кислота — карбонат извести. Присутствие воды в кислотах и основаниях А. Лавуазье считал случайным обстоятельством, не влияющим на их химические функции. Растворение металлов в кислотах он объяснял тем, что металл (например, цинк) вытесняет водород из воды, превращаясь в оксид, который с кислотой дает соль (сульфат цинка).

В 1789 г. К. Л. Бертолле нашел, что синильная кислота и сероводород не содержат кислорода. Это были первые факты, которые противоречили кислородной теории кислот. На основе кислородной теории кислот не представлялось возможным объяснить, почему оксиды металлов не только не обладают свойствами кислот, но и, напротив, принадлежат к противоположному им классу — классу оснований, хотя и содержат кислород. В судьбе этой теории большую роль сыграло изучение природы соляной кислоты и хлора. Со времен А. Лавуазье считали, что соляная (муриевая) кислота содержит кислород, а хлор — это окисленная соляная кислота (оксимуриевая кислота).

Гемфри Дэви

В 1809 г. Ж. Гей-Люссак и Л. Тенар впервые высказали мнение, что муриевая кислота не содержит кислорода. В 1810 г. Г. Дэви экспериментально доказал, что хлор представляет собой простое тело, подобное кислороду. Поэтому соляную кислоту надо рассматривать как соединение хлора и водорода. В 1812 г. К. Бертолле, Ж. Гей-Люссак и Л. Тенар присоединились к утверждению английского химика. В 1814 г. Ж. Гей-Люссак а своем большом исследовании, посвященном иоду, открытому Б. Куртуа в 1811 г., установил сходство между хлором и иодом, между хлористым водородом и йодистым водородом, впервые им полученным. В 1814 г. он писал: «Так как соединения хлора, йода и серы с водородом обладают теми же свойствами кислот… то мы должны их помещать в один и тот же класс под общим именем кислот».

В 1815 г. Г. Дэви пришел к важному выводу, что влияние элемента водорода определяет кислотные свойства вещества.

Утверждение кислородной теории

Вся жизнь А. Лавуазье прошла в борьбе за утверждение новых идей, и только незадолго до своей трагической смерти (1794) он увидел начало их признания. Когда первая волна недоверия и удивления уступила место более спокойной и серьезной оценке его работ, настал период победного шествия учения Лавуазье.

Во Франции идеи Лавуазье прежде всего восприняли математики и физики: П. Лаплас, Г. Монж, А. Кузен и др. Первым химиком, признавшим кислородную теорию горения Лавуазье, был К. Л. Бертолле, который заявил об этом в 1785 г. на заседании Парижской Академии наук. Вслед за К. Бертолле теорию Лавуазье признали Л. Гитон де Морво и А. Фуркруа. Зимой 1786/87 г. А. Фуркруа с успехом прочитал курс лекций по новой системе. Ревностными защитниками идей Лавуазье были молодые химики П. О. Аде, Ж. А. Ассенфранц и Л. Н. Воклен. В 1787 г. Р. Кирван опубликовал книгу «Очерк о флогистоне и о конституции кислот», посвященную целиком критика теории Лавуазье с позиций флогистонного учения. Эта книга, вызвавшая большой интерес, была переведена на немецкий и французский языки. Л. Гитон де Морво, А. Лавуазье, П. Лаплас, Г. Монж, К. Бертолле и А. Фуркруа в конце каждой главы французского перевода поместили свои убедительные опровержения доводов сторонника флогистонного учения.

С 1789 г. по инициативе А. Лавуазье стал издаваться журнал «Annales de chimie» («Анналы химии»), на страницах которого авторы защищали и пропагандировали кислородную теорию. В 1789 г. в Англии, в Оксфорде, вышла книга В. Хиггинса «Сравнительное обозрение флогистической и антифлогистической теории с выводами», в которой автор высказал свое отношение к учению о флогистоне: «Я писал убежденно и без предубеждения, иначе было бы вполне естественно предположить, что я присоединяюсь к моим землякам в защите доктрины, в которой я получил мои ранние знания по химии».

Аргументированная поддержка В. Хиггинса теории Лавуазье содействовала тому, чтобы заставить известных английских химиков-флогистиков (среди них был и Р. Кирван) отречься от ошибочного учения.

26 января 1790 г. Р. Кирван в письме к К. Бертолле объявил о том, что он присоединяется к взглядам Лавуазье. Главную причину своего отказа от учения о флогистоне Р. Кирван видит в отсутствии решающего опыта, доказывающего, что постоянный воздух состоит из кислорода и флогистона, «а без этого мне представляется невозможным доказать присутствие флогистона в металлах, сере и азоте». В 1791 г. Дж. Блэк в письме к А. Лавуазье решительно высказался в пользу кислородной теории. Но упорным противником кислородной теории оставался Дж. Пристли. В 1796 г. он, нагревая древесный уголь с магнетитом (Fe3O4), получил газ, который, так же, как и водород, горел синим пламенем (без остатка) и восстанавливал оксиды до металлов. Дж. Пристли не придал значения тому, что горючий газ, полученный из древесного угля, был в 14 раз тяжелее газа, полученного из металлов. Он полагал, что это была тяжелая форма горючего газа, и был уверен, что ему удалось выделить из древесного угля флогистон, точно так же как Г. Кавендиш выделил его из металлов. В 1800 г. Дж. Пристли обобщил результаты своих опытов в трактате «Доктрина флогистона установлена». Он полагал, что эта публикация положит конец попыткам сторонников кислородной системы опровергнуть учение о флогистоне. Но радость ученого длилась недолго. В 1801 г. появилось два отчета английского химика У. Круйкшанка. Он доказывал, что тяжелый «горючий воздух», считавшийся водородом, был в действительности оксидом углерода (СО), в котором кислорода содержалось меньше, чем в «связанном воздухе» (СО2). В том же году появилась статья Ш. Б. Дезорма и Н. Клемана, в которой они сообщали, что получили тяжелый «горючий воздух» (СО), пропуская углекислый газ (СО2) над раскаленным докрасна древесным углем.

Лаборатория А. Лавуазье

Все это еще раз доказывало ошибочность учения о флогистоне. Дж. Пристли так и не успел признать кислородную теорию (он умер в 1804 г.).

Распространение идей Лавуазье в Швеции (на родине убежденных сторонников учения о флогистоне Т. Бергмана и К. Шееле) началось с 1795 г., когда Спарманн перевел на шведский язык «Химическую философию» А. Фуркруа, написанную на основе воззрений Лавуазье. Одним из первых последователей этой теории в Швеции был Я. Берцелиус. Он дал высокую оценку работам А. Лавуазье, но при этом отмечал: «Если же заслуживает он в глазах наших упрека, то тем, что допустил непростительную и неприличную его гению ошибку, умолчав в прекрасном творении своем «Traite elementaire de chimie» о заслугах своих предшественников. Это могло показаться желанием увеличить свою славу за счет других. Так, в статье о теплороде он ни разу не упомянул имени достойнейшего Блэка, хотя небезызвестно всему ученому миру, что Блэк обработал эту статью едва ли не за четверть столетия раньше его. Между тем из писем Лавуазье ясно обнаруживается, что он питал к Блэку искреннейшее уважение. Но оставим это, чтоб не затмить славу Лавуазье…».

В Германии, на родине системы Шталя, идеи Лавуазье распространялись более медленно. Приверженность к существовавшим до А. Лавуазье представлениям и национальные предрассудки препятствовали быстрому признанию антифлогистонной теории, оно задержалось на десять лет (по сравнению с Францией).

Первыми из немецких химиков теорию Лавуазье приняли С. Ф. Гермбштедт, X. Гиртаннер и М. Клапрот. В 1792 г. М. Клапрот на заседании Берлинской Академии наук воспроизвел опыты А. Лавуазье по горению, что позволило ему и многим другим немецким химикам признать справедливость взглядов Лавуазье.

В письме к Ван Монсу от 12 декабря 1798 г. Ф. А. Грен, один из самых настойчивых немецких противников теории Лавуазье, отмечал, что и он, наконец, убедился в правильности экспериментов Лавуазье и отказывается от теории флогистона. Он писал: «Эта теория, которую я ранее поставил в основу химии, теперь так пошатнулась в самом своем фундаменте, что я счел бы себя низким предателем истины, если бы стремился далее ее защищать». В 1792 г. С. Ф. Гермбштедт опубликовал на немецком языке учебник Лавуазье под названием «Система антифлогистической химии». Во введении ко второму изданию (1800) этого учебника С. Гермбштедт писал: «Убедившись в достоверности установленных знаменитым Лавуазье в его системе законов, заимствованных из чистого опыта, я решился в первом издании моей книги пересадить ее на немецкую почву, и у моих читателей еще должно быть свежо в памяти, как за это критиковали меня. Между тем мной не руководили ни слепая вера, ни стремление искать новинку, напротив, мои убеждения основывались на собственном опыте и основательной проверке… Теперь все перешли к новому учению, и с этим я охотно забываю о терпеливо перенесенной несправедливости, так как достигнутая победа предоставила мне наилучшую награду».

В Венгрии первым сторонником теории Лавуазье стал профессор Горной академии А. Руппрехт (1750—1802). Будучи противником теории флогистона, он с 1789 г. становится активным пропагандистом учения Лавуазье.

Польский ученый, профессор Виленского университета, А. Снядецкий (1768—1838) в своих лекциях излагал кислородную теорию Лавуазье. На ее основе он построил первый курс химии «Начала химии» (1800) в двух томах на польском языке для студентов университета. В 1807 и 1816 гг. это руководство переиздавалось с дополнениями и изменениями. Оно оказало большое влияние на развитие химических знаний в Польше.

Академик В. М. Севергин, посетивший г. Вильно в 1803 г., писал: «Академия Виленская, или Университет, … есть первый предмет, достойный всякого внимания… Химия преподается здесь по лавуазьеровой теории… Профессор Снядецкий, искусный химик… сообщил ученому свету химию своего сочинения, по лавуазьеровской системе».

В России первые сведения о работах А. Лавуазье появились в конце 70-х годов XVIII в. Рефераты статей А. Лавуазье, составленные академиком В. Л. Крафтом, печатались в 1779— 1781 гг. в журнале «Академические известия».

Первым антифлогистическим курсом химии на русском языке был перевод книги И. Ф. Жакена, сделанный студентами медицинского факультета Московского университета Иваном Вонсовичем и Николаем Дьяковым (М., 1795). В 1799 г. во Владимире вышла книга А. Фуркруа «Химическая философия, или основательные истины новейшей химии, по новому образцу расположенные», переведенная Иваном Книгиным и Иваном Каменским. В 1812 г. она была переиздана в Москве.

В утверждении теории Лавуазье среди русских ученых важную роль сыграло руководство академика В. М. Севергина «Пробирное искусство…». В предисловии автор писал: «В совершенном убеждении о большой вероятности и явственности сей новой, так называемой антифлогистической, или, справедливее, лавуазьеровской, теории принял я намерение учинить приклад оной к пробирному искусству». В 1801 г. академик Я. Д. Захаров перевел книгу X. Гиртаннера «Начальные основания химии, горючее существо опровергающей». В предисловии Я. Д. Захаров писал о Гиртаннере: «…он изъяснил, по умозрению Лавуазье, все в природе случающиеся, как физические, так и химические, явления кои по прежней системе Сталя ни опытами доказаны ниже изъяснены быть могли. Сие самое, как и ясность, с каковою сочинитель предлагает в книге новое умозрение, побудило меня перевести оную на язык российский…».

А. И. Шерер пропагандировал идеи Лавуазье в своем «Руководстве к преподаванию химии» (1808). Живо интересовался новым объяснением явлений горения В. В. Петров. Он считал, что кислородная теория некоторые вопросы разъясняет еще недостаточно. К таким вопросам он относил следующие: «1) В безвоздушном месте могут ли гореть какие-нибудь естественные тела (а не порох)? 2) Могут ли в безвоздушном месте или не могут образоваться металлические извести? 3) Могут ли в безвоздушном месте или не могут быть произведены совершенные кислоты, свойственные разным окисляющим телам? 4) Произведения, если бы оные могли происходить при сих действиях в безвоздушном месте, оказались бы тяжелее самих материалов, для опыта употребленных». Для того чтобы дать ответ на эти вопросы, В. В. Петров в 1801 —1803 гг. проводит серию экспериментов, общий результат которых он выразил так: «Где находится кислотворный газ, соединенный с твердыми, жидкими или воздухообразными телами, там только и может происходить горение».

Итак, к началу XIX в. учение Лавуазье получает мировое признание. Революционные изменения в химии в 1770—1780 гг. произошли не только в результате создания новой теории, но и в результате разработки новой техники физико-химического эксперимента, использования новой оригинальной аппаратуры и прецизионных методов измерения.

В новой системе химических знаний был дан ответ па вопрос, долгое время мучивший химиков: почему наблюдается столь богатое разнообразие химических явлений и какова их первоначальная причина? Ответ гласил: причина эта заключается в материальном различии химических элементов и их соединений.

В результате работ А. Лавуазье и его последователей была доказана непревращаемость химических элементов при всех известных тогда реакциях и процессах; был составлен первый список химических элементов, экспериментально обоснован закон сохранения массы вещества, позволивший подвести научный фундамент под уравнения химических реакций. В науке утвердился количественный метод исследования с применением физических приборов (весы, ареометр, калориметр, термометр и др.); с правильных позиций ученые начинают изучать химизм реакций биологического окисления и процессов дыхания; получает признание точка зрения Лавуазье, что твердое, жидкое и газообразное состояния тел представляют собой только три различных состояния одного и того же вещества, которые зависят только от теплоты, заключающейся в нем.

А. Лавуазье, однако, не пошел до конца по пути, на который он так решительно вступил. В его высказываниях сохранились остатки старых представлений. Так, несмотря на то, что он указал на значение определения массы для выяснения химических явлений, особенно для изучения природы элементов и их соединений, он все же включил в свою таблицу элементов свет и теплоту, массу которых не мог определить. Полностью не освободился А. Лавуазье от суждения, идущего еще от алхимии, о том, что свойство вещества зависит от присутствия в нем какого-то носителя. Например, он считал кислород носителем кислотных свойств и построил на этом свою ошибочную кислородную теорию кислот. Это яркий пример того, как автору новой теории трудно полностью освободиться от прежней системы представлений. Переоценку старых учений и понятий редко завершает один человек.

Объяснив определенный круг фактов и явлений, новая теория как бы оставляла «место» для последующих учений, призванных внести ясность в нерешенные проблемы.

Добавить комментарий

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