Пути развития химии. Том 2. От начала промышленной революции до первой четверти XX века - [6]

Формированию химических знаний, которые вызвали к жизни химическую историографию, способствовал ряд обстоятельств. Во-первых, чувство исторического самосознания у буржуазии, которая постепенно начала брать в руки экономическую и политическую власть. Во-вторых, после работ Лавуазье химия стала формироваться в научную дисциплину, история которой представляла значительный интерес для понимания путей развития этой новой области естествознания. В дальнейшем эта история стала предметом специальной дисциплины — истории химии.

Первые попытки историко-химического анализа были предприняты еще в XVI в. Р. Валленсисом и в XVII в. Г. Конрингом, А. Кирхнером, О. Борхом и И. Кункелем. Шталь тоже занимался вопросами истории химии, критически относясь к воззрениям своих предшественников.

Книга И. Виглеба "Историко-критическое исследование алхимии..." (1777 г.) завершила начальный период разработки историографии химии и в то же время положила начало подлинно научной историографии химии. В 1790-1791 гг. Виглеб первым опубликовал данные о развитии химии и "открытиях нового периода" в хронологическом порядке с 1651 до 1790 г. Тем самым эта книга явилась продолжением созданной Бергманом и переведенной с латинского Виглебом книги по истории химии в древнем мире и в средневековье [8, с. 5, 16 и сл.][11].

От системы Лавуазье к атомистике Дальтона

Бог устроил все по мере, числу и весу.

И. Рихтер [13]

В 80-х гг. XVIII в. новая система Лавуазье получила признание у ведущих естествоиспытателей Франции — К. Бертолле, А. де Фуркруа и Л. Гитона де Морво. Они поддержали новаторские идеи Лавуазье и совместно с ним разработали новую химическую номенклатуру и терминологию. В 1789 г. Лавуазье изложил основы разработанной им системы знаний в учебнике "Начальный курс химии, представленный в новом виде на основе новейших открытий".

Лавуазье разделял элементы на металлы и неметаллы, а соединения на двойные и тройные. Двойные соединения, образуемые металлами с кислородом, он относил к основаниям, а двойные соединения неметаллов с кислородом — к кислотам. Тройные соединения, получающиеся при взаимодействии кислот и оснований, он называл солями.

Система Лавуазье основывалась на точных качественных и количественных исследованиях. Этот довольно новый вид аргументации он использовал, изучая многие спорные проблемы химии — вопросы теории горения, проблемы взаимного превращения элементов, которые были весьма актуальны в период становления научной химии. Так, для проверки представления о возможности взаимного превращения элементов Лавуазье в течение нескольких дней нагревал воду в запаянном сосуде. В итоге он обнаружил в воде незначительное количество "земли", установив при этом, что изменения общего веса сосуда вместе с водой не происходит. Образование "земель" Лавуазье объяснил не как результат их выделения из воды, а за счет разрушения стенок реакционного сосуда.

Для ответа на этот вопрос шведский химик аптекарь К. Шееле в то же время использовал качественные методы доказательства, установив идентичность выделяющихся "земель" и материала сосуда.

Таблица элементов Лавуазье. Из книги Лавуазье 'Начальный курс химии' (1789 г.)

Лавуазье, как и Ломоносов, учитывал существовавшие с древности наблюдения о сохранении веса веществ и систематически изучал весовые соотношения веществ, участвующих в химической реакции[12]. Он обратил внимание на то, что, например, при горении серы или при образовании ржавчины на железе происходит увеличение веса исходных веществ. Это противоречило теории флогистона, согласно которой при горении должен был выделяться гипотетический флогистон. Лавуазье счел ошибочным объяснение, согласно которому флогистон обладал отрицательным весом, и окончательно отказался от этой идеи.

Другие химики, например М. В. Ломоносов или Дж. Мэйоу, пытались объяснить окисление элементов и образование оксидов металлов (или, как тогда говорили, "известей") как процесс, при котором частицы воздуха соединяются с каким-либо веществом. Этот воздух может быть "оттянут обратно" путем восстановления. В 1772 г. Лавуазье собрал этот воздух, но не смог установить его природу. Первым об открытии кислорода сообщил Пристли. В 1775 г. ему удалось доказать, что именно кислород соединяется с металлом и вновь выделяется при его восстановлении, как, например, при образовании "извести" ртути и ее восстановлении. Систематическим взвешиванием было установлено, что вес металла, участвующего в этих превращениях, не изменяется.

Сегодня этот факт, казалось бы, убедительно доказывает справедливость предположений Лавуазье, а тогда большинство химиков отнеслись к нему скептически. Одной из причин такого отношения было то, что Лавуазье не мог объяснить процесс горения водорода. В 1783 г. он узнал, что, используя электрическую дугу, Кавендиш доказал образование воды при сжигании смеси водорода и кислорода в закрытом сосуде. Повторив этот опыт, Лавуазье нашел, что вес воды соответствует весу исходных веществ. Затем он провел эксперимент, в котором пропускал водяной пар через железные стружки, помещенные в сильно нагреваемую медную трубку. Кислород соединялся с железными стружками, а водород собирался на конце трубки. Таким образом, воспользовавшись превращениями веществ, Лавуазье сумел объяснить процесс горения и качественно, и количественно, и для этого ему уже не нужна была теория флогистона [6]. (Пристли же и Шееле, которые, открыв кислород, фактически создали основные предпосылки для появления кислородной теории Лавуазье, сами твердо придерживались позиций теории флогистона. Кавендиш, Пристли, Шееле и некоторые другие химики полагали, что расхождения между результатами опытов и положениями теории флогистона удастся устранить путем создания дополнительных гипотез.)