Вильгельм Штрубе - Пути развития химии. Том 2. От начала промышленной революции до первой четверти XX века

Во второй половине XIX в. быстро возрастала потребность в бумаге: все больше стало печататься книг ("роман покорил читателей"); выходило также большое количество журналов и газет. Сырья в виде остатков шерстяных, хлопчатобумажных, льняных и джутовых тканей или тряпья уже не хватало.

Производство бумаги значительно возросло после работ Вениамина Тильгмана и Александра Мичерлиха. В 1866 г. Тильгман создал способ обработки еловой древесины серной кислотой с последующим превращением полученной смеси в бумагу. Основываясь на этом, Мичерлих в 1876 г. разработал технологию получения сульфитцеллюлозы. Большие количества отработанных растворов ("сточных вод"), образующихся в производстве бумаги, спускались в реки и таким образом сильно загрязняли их.

Открытие химиками новых веществ дало возможность наладить в стекольной промышленности производство стекла с требуемыми свойствами, например с определенными твердостью или светопреломлением — богемское закаленное стекло, хрусталь, оптическое стекло или стекло, не содержащее свинца (кронгласе). В конце XIX в. были усовершенствованы также плавильные печи и технологические методы получения стекла. В 1890 г. была создана машина, которая выпускала за сутки 25 000 пивных бутылок. Основанный в 1884 г. Отто Шоттом и Эрнстом Абэ стекольный завод в Йене, производивший стекло с определенными оптическими свойствами, получил всемирную известность [246].

В XIX в. были найдены новые источники освещения, например светильный газ, керосин или ацетилен (из карбида кальция). При перегонке бурого угля в качестве побочного продукта получали парафин. Наряду со стеарином он использовался для изготовления свечей. До конца XIX в. свечи и керосиновые лампы оставались основными источниками света, так как газовое освещение было очень слабым. Положение изменилось, когда Ауэр Вельсбах изобрел в 1885 г. "газокалильную сетку", сделавшую газовое освещение ярким. В начале XX в. еще существовало мнение, что резкий свет ацетиленовых фонарей может стать "светом будущего". Однако после изобретения ламп накаливания с осмиевой (1900 г., А. Вельсбах) и с танталовой (1906 г.) нитями постепенно стало преобладать электрическое освещение. Тем не менее одновременно продолжало развиваться и газовое освещение, и даже вплоть до середины XX в. в некоторых странах оно использовалось еще для освещения улиц.

Для производства моющих средств [247]изучение жиров (эфиров глицерина и жирных кислот) имело такое же большое значение, как и производство соды. Омыление жиров и масел для получения из них жирных кислот и глицерина было усовершенствовано за счет использования в этом процессе перегретого пара. В XX в. широкое применение получил метод отверждения жиров. При этом такие жидкие масла, как ворвань [248]или различные виды растительных масел, могли быть превращены в твердые жиры.

Одновременно с производством моющих средств развивалось производство душистых веществ, которые раньше получали преимущественно из растений. В XIX в. и особенно в XX в. появилась возможность синтезировать душистые вещества в лабораторных условиях, а затем уже и в промышленном масштабе.

В результате разработки метода отверждения жиров был получен новый пищевой продукт — маргарин. В дальнейшем благодаря использованию высококачественных масел (арахисового, соевого и др.) качество маргарина настолько повысилось, что первоначальное мнение о нем как о "пище для бедных" было забыто, и он стал широко использоваться населением.

В 1747 г. Андреас Маргграф показал, что в свекловичном соке содержится сахар. В 1800 г. его ученик Франц Ахард разработал способ выделения сахара, что привело к возникновению промышленности по производству свекловичного сахара (1825г.). В 1858г. А.Франк получил патент на разделение и очистку свекловичного сахара [166]. К концу XIX в. из сахарной свеклы получали такое же количество сахара, как и традиционным способом из сахарного тростника. В сельском хозяйстве удалось вывести сорта свеклы с высоким содержанием сахара. Хозяйства целых районов (например, плодородных равнин в окрестностях Магдебурга) специализировались на разведении сахарной свеклы. Монокультуры, нуждавшиеся в большом количестве удобрений, стимулировали развитие промышленности по производству минеральных удобрений. Химики и технологи рационализировали и автоматизировали методы производства сахара из свеклы и сделали эту отрасль промышленности рентабельной, несмотря на сезонный характер поставки ее сырья. Получение дешевого сахара способствовало развитию кондитерской промышленности и увеличению объемов консервирования фруктов.

Наконец, следует упомянуть еще процессы брожения, которые были значительно усовершенствованы в результате работ Ю. Либиха, Л. Пастера и др. Начали сооружаться рентабельные крупные хранилища алкогольных напитков, поскольку появилась гарантия сохранности качества пива, вин и т. п. Этому способствовали открытие учеными ферментов и создание Пастером метода стерилизации (названного впоследствии пастеризацией). Пастеризация значительно улучшила сохранность продуктов и привела к развитию консервной промышленности.

В начале XX в. А. Гарден и другие химики исследовали процессы брожения Сахаров. Путем диализа им удалось разделить дрожжевой сок на две части: в одной содержались белки, а в другой их не было. Так стали известны апоферменты (белковая часть ферментов) и коферменты (небелковая часть ферментов), состоящие обычно из производных витаминов. Была установлена особая роль ферментов. Это позволило решить спор между химико-механистическими воззрениями Либиха и биолого-виталистическими взглядами Пастера: брожение стало рассматриваться как биохимический процесс.

К химическим производствам, развившимся или впервые возникшим в рассматриваемый период времени, относятся помимо упомянутых также переработка древесины, растительных и животных жиров, получение лекарственных и косметических средств, пленок, клеящих веществ, шпаклевок, растворителей, минеральных красок, пигментов, лаков, а также получение в промышленных масштабах хлора, соляной и азотной кислот.

Промышленную революцию часто рассматривают только как появление механических средств труда — станков и паровых машин. При этом химии отводится вспомогательная роль. Однако химия была неотъемлемой частью промышленной революции, связанной с ее общим развитием самым тесным образом.