Вильгельм Штрубе - Пути развития химии. Том 1. От первобытных времен до промышленной революции

Непосредственное влияние на развитие химических знаний оказали попытки классифицировать металлы по их свойствам. Парацельс (1493-1541) расположил металлы в ряд по скорости, с которой ртуть образовывала с ними амальгаму. На первом месте в этом ряду стояло золото, далее располагались серебро, свинец, олово, медь, железо. Эти результаты имели большое практическое значение. В 1617 г. Анджело Сала сравнил металлы по их способности выпадать в осадок из растворов их солей; осаждение еще со времен Парацельса применялось как важный метод "экспериментального искусства". И. Глаубер в 1649 г. сопоставил металлы по их растворимости в кислотах. В дальнейшем была обнаружена возможность выделения серебра из его растворов при погружении медной проволоки или добавлении к раствору серебра растворов солей меди и железа.

Георг Эрнст Шталь систематически много лет исследовал "сродство" металлов на основе анализа их растворимости в кислотах и их различного вытеснения из растворов. Шталь расположил металлы в зависимости от величины их "сродства", выражавшейся в скорости растворения в кислотах, в следующий ряд: цинк, железо, медь, свинец (или олово), ртуть, серебро, золото. Жоффруа, Бергман и Гитон де Морво также пытались систематизировать металлы по величине их "сродства" и на основании этого начали составлять таблицы "сродства".

Для разработки новых экспериментальных методов и совершенствования представлений о протекании реакций необходимо было также и исследование состава и свойств солей, образующихся при "растворении" металлов в кислотах. Уже Парацельс широко применял соли меди, свинца, серебра, ртути, сурьмы и соединения мышьяка в качестве лечебных средств. Используя очень малые дозы этих веществ (многие из которых сильно ядовиты), Парацельс с успехом лечил больных. Необходимость дозировки лекарств и проверки их чистоты заставляла ученых искать все более совершенные методы исследования растворов веществ. Одновременно это предъявляло высокие требования к труду врачей и аптекарей, которые должны были, по мнению Парацельса, уметь готовить тщательно очищенные от примесей и эффективные лекарственные препараты. Парацельс считал, что алхимик в силах воспроизвести все, что создала природа. Он говорил, что если бы природа не создала день, приходящий на смену ночи, то день должен был бы создать человека с помощью "алхимического искусства".

Парацельс, Андреас Либавий, Анджело Сала, Отто Тахений, Иоганн Рудольф Глаубер, Роберт Бойль описывали ряд признаков, в помощью которых они пытались классифицировать различные соли,- цвет, вкус, запах, удельный вес, форму кристаллов и растворимость. В XVIII в. экспериментальное изучение солей настолько продвинулось вперед, что Тахений уже определял соли как соединения кислот и щелочей. Тахений дал классификацию различных существовавших экспериментальных методов исследования. Он видел доказательства присутствия тех или иных веществ лишь в образовавшихся при их взаимодействии соединениях.

Анализ "мокрым путем" в XVII в. достиг такого высокого уровня, что исследователи целенаправленно проводили реакции образования солей и реакции взаимного обмена солей с выпадением осадка. Сала, Глаубер, Кункель отчетливо понимали, что в результате реакции различных соединений могут возникать новые вещества, обладающие иными свойствами, чем исходные. Более того, химики научились в то время проводить и обратный процесс — вновь получать исходные вещества из продуктов реакции.

Количество аналитических методов в XVIII в. было столь значительным, что назрела потребность в широком обобщении накопленного материала. Многие химики пытались создать такие обобщения. Особенно удачную систему взглядов разработал Торберн Бергман, который расположил вещества по группам в зависимости от способов проведения их анализа. Бергман различал два типа анализа "мокрым путем":

1 испарение и фракционная кристаллизация;

2 проведение различных специфических реакций анализируемых веществ (действие на вещества лакмусом, фиалковым соком, экстрактом дубильных орешков, серной кислотой, щавелевой кислотой, карбонатом калия, известковой водой, нитратом серебра, ацетатом свинца, этиловым спиртом).

Бергман подробно описал способы получения всех этих веществ, их реакции, а также пути проведения анализа и способы объяснения полученных результатов. В книге, посвященной описанию анализа минералов "мокрым путем" (1780 г.), Бергман пытался систематизировать все эти методы. Из введения к этой книге видно, какое значительное место занимал анализ жидкостей в "экспериментальном искусстве" того времени. "В наше время,- писал Бергман,- спагирическое [67] "Спагирическое искусство" — термин, введенный Парацельсом. Вслед за Парацельсом спагирическим искусством ученые стали обозначать часть химии, посвященную соединению и разделению веществ (от древнегреческих слов "извлекаю" и "собираю"). См. также: Фигуровский Н. А. Очерки общей истории химии. От древнейших времен до начала XIX в.- М.: Наука, 1969, с. 157, 167, 200, 221, 233, 241.- Прим. перев. искусство может определять с помощью различных растворов составные части минералов. Однако следует помнить, что анализы минералов проводятся "мокрым путем" довольно редко. Для определения состава минералов гораздо характернее проведение смешанного анализа — частично "сухим", частично "мокрым путем". Металл экстрагируется жидким способом, затем выделяется из раствора при нагревании. Однако я ставлю перед собой цель разработать такие способы анализа "мокрым путем", которые бы не требовали затем нагревания металла до плавления и даже прокаливания. Я вовсе не хочу преуменьшить значение сухого способа исследования, но в экспериментальной практике следует пользоваться наименее трудоемкими и наиболее надежными методами" [94, с. 403].

Важнейший метод "экспериментального искусства" — качественный анализ — к концу XIX в. достиг высокой степени совершенства. К этому времени и количественный анализ (включая весовой анализ) превратился в широко применяемый и достаточно разработанный прием исследования. Этому способствовали труды многих химиков Франции, Германии, Англии, Швеции и России. Количественный анализ как полноправный метод исследования ввел в науку один из основгН телей современной химии А. Лавуазье.

Еще в глубокой древности при производстве лекарств, в металлургии и других химических ремеслах использовались весььИ Разумеется, весы широко применялись и в экспериментальШ ной практике. Многие химики уделяли внимание изучению количественного состава реагирующих веществ. Лемери, Куншкель, Вильсон (в книге "Курс практической химии" 1746 г.), а позже Маргграф, Блэк, Бергман и другие ученые подчеркивали важность количественного определения состава веществ, участвующих в реакциях. В XVII в. такие определения провоИ дились, но скорее изредка, чем систематически. Лишь с течев нием времени методы количественного анализа нашли широкое применение. Причем особенно заметно это проявилось в экспериментах по газовому анализу, где количественно определялись компоненты воздуха, плотность газов, количеств" углекислого газа, выделяющегося из карбонатов, и т. п.