Калоян Манолов - Великие химики. В 2-х томах. Т. I.

— И все-таки опыт показывает, что это именно так, — убежденно сказал Лавуазье.

Открытие было настолько необычным, что все остальные проблемы отошли на задний план. Теперь для Лавуазье-ученого существовала лишь только одна проблема — горение. Он тут же принялся изучать горение фосфора и серы. Ему удалось полностью собрать белый дым, получающийся при сжигании фосфора. Лавуазье сумел его даже взвесить и установить, что дым тяжелее исходного фосфора [197] Об исследованиях Лавуазье по горению фосфора и серы см.: Дорфман Я. Г., ук. соч., с. 75–92. .

— Фосфор соединяется с воздухом!

Эта мысль не давала покоя ученому. С каким количеством воздуха? Как? И родилась идея опыта: сжечь фосфор в закрытом сосуде и измерить количества веществ, прежде всего воздуха.

Тарелочку с фосфором он положил на плавающую в воде пробковую подставку, раскаленной проволокой поджег фосфор и быстро накрыл его стеклянным колоколом. Густой белый дым заполнил пространство внутри. Вскоре фосфор погас, а вода стала подниматься и заполнять колокол. Через некоторое время подъем воды прекратился.

— Кажется, я взял мало фосфора. Весь воздух не смог с ним соединиться. Надо повторить опыт.

Но второй опыт с удвоенным количеством фосфора дал аналогичный результат: вода поднялась до того же уровня. Даже проведенный в десятый раз опыт показал прежний результат.

— Фосфор соединяется лишь с одной пятой частью воздуха. Неужели воздух — сложная смесь?

Лавуазье изучил и горение серы. При горении она тоже соединялась лишь с одной пятой частью воздуха. После этого Лавуазье стал исследовать обжигание металлов. При продолжительном прокаливании металлы превращались в металлическую золу, но смешанная с углем и прогретая при высокой температуре зола снова превращалась в металл. В результате этого процесса, однако, выделялся газ, который химики называли «связывающимся воздухом» (углекислый газ). Лавуазье хорошо понимал, что горение связано с газами, но все еще не мог сделать окончательный вывод. Так возникла необходимость изучать газы. Что представляет собой «связывающийся воздух»? Содержится ли он в известняке? Как он получается, когда известняк нагревают и превращают в негашеную известь?

Всегда ли при горении поглощается воздух? Если это так, какое вещество в таком случае более сложное — металл или металлическая зола? Вопросы возникали один за другим, и так же последовательно находились ответы, которые вели Лавуазье к ниспровержению учения о флогистоне. Ему было ясно, что воздух состоит из двух частей — одна из них поддерживает горение (она соединяется с металлами при прокаливании), другая не поддерживает горения и в ней погибают живые организмы. При сгорании тела поглощают эту активную часть воздуха, названную им «хорошим воздухом» [198] Лавуазье называл этот «воздух» «эмпирейным», жизненным (Фигуровский Н. А. Открытие элементов и происхождение их названий. — М.: Наука, 1970, с. 80). . Объясняется этим и тот факт, что полученный продукт тяжелее исходного. Некоторые из своих опытов Лавуазье проводил в закрытых сосудах. Он заметил, что при прокаливании свинца, ртути и других металлов в запаянных стеклянных сосудах вес сосуда до нагревания и после нагревания не изменяется. Несмотря на это, образовавшаяся металлическая зола была тяжелее взятого исходного металла. Это великое открытие мы называем теперь законом сохранения веса веществ [199] Закон сохранения веса (массы) вещества мы называем законом Ломоносова — Лавуазье. Широкое признание этот закон получил благодаря трудам Лавуазье, который сформулировал его в 1789 г. Однако открыт он был Ломоносовым в 1748 г. и экспериментально подтвержден в 1756 г. Ломоносов задолго до Лавуазье высказал идею, согласно которой увеличение веса при прокаливании металлов в запаянных сосудах следует приписывать частицам воздуха. Выдающимся достижением Лавуазье явилось применение весов. Он считал количественные отношения решающим критерием явлений. Обоснование количественного метода в химии наряду с созданием кислородной теории горения и развитием учения о химических элементах явилось одним из трех основных направлений в химических работах Лавуазье (Кедров Б. М. Три аспекта атомистики: В 3-х т. — М.: Наука, 1969. — Т. 2: Учение Дальтона: Исторический аспект, с. 113–134; Мусабеков Ю. С, Черняк А. Я., ук. соч., с. 60–69; Биографии великих химиков, ук. соч., с. 72–77; Крицман В. А., ук. соч., Ч. I, с. 92–111; Азимов А. Краткая история химии: Развитие идей и представлений в химии. — М.: Мир, 1983, с. 45–52). .

Родилась новая теория горения. Не все в ней было еще ясно, но в научных статьях Лавуазье уже говорилось о несостоятельности флогистонной теории. Нельзя было принять теорию, в которой утверждался отрицательный вес веществ. Но в своем открытии Лавуазье был пока еще одинок. Никто из ученых не осмеливался поддержать его, и он самостоятельно должен был доказать правильность своих взглядов.

Много времени приходилось уделять Лавуазье и делам «Генерального откупа». В начале 1775 года ему предложили стать директором Управления порохов и селитр. Несмотря на большую занятость, Лавуазье согласился: это давало ему возможность иметь в своем распоряжении великолепные лаборатории и, кроме того, получить просторную и удобную квартиру. Почти целый год он посвятил финансовым и административным вопросам по развитию Управления.

Одновременно он занимался исследованием материалов, применяемых для изготовления пороха. Лавуазье доказал, что селитра и азотная кислота содержат «хороший воздух»; сера и фосфор при сгорании тоже соединяются с этим видом воздуха, а полученные вещества обладают свойствами кислот.

— Быть может, все кислоты содержат этот газ? — не раз задавался он вопросом.

Лавуазье назвал новый газ кислородом. Теперь уже теорию горения можно было точно сформулировать. Он принимал, что при сгорании тела соединяются с кислородом и это приводит к увеличению их веса. Кислород абсолютно необходим для горения! «Связывающийся воздух» не является элементом, как считали ранее. Он продукт, полученный при горении углерода, следовательно это соединение углерода с кислородом. Стало совершенно ясно, что металлы — простые вещества, а металлическая зола — сложное соединение, полученное при взаимодействии металла с кислородом. И все же на один вопрос он не находил ответа; это касалось горения «воспламеняемого воздуха» [200] Г. Кавендиш называл водород «воспламеняемым воздухом», полученным из металлов, и думал, как и все флогистики, что при растворении в кислотах металл теряет свой флогистон (Фигуровский Н. А. Открытие элементов, ук. соч., с. 61). , который получался при растворении металлов в кислоте и легко сгорал. Согласно новой теории, продукты должны быть более тяжелыми, по Лавуазье не удавалось уловить их полностью, и всегда вес получался меньше. Здесь существовала и другая трудность. Согласно теории кислот, «воспламеняемый воздух» (водород) после соединения с кислородом должен был: образовывать кислоту, а получить ее не удавалось.