Очерк общей истории химии. От древнейших времен до начала XIX в. - Николай Фигуровский

Как мы видели, свои пневматические исследования Лавуазье вел по заранее намеченному плану. Именно такой «плановый» подход позволил ему не упустить ничего существенного и окончательно разобраться в той путанице, которая создалась в результате флогистическйх названий и объяснений свойств вновь открытых химиками-пневматиками газов и, в первую очередь, кислорода. В отличие от флогистиков, рассматривавших свои открытия исключительно с точки зрения дальнейшего усовершенствования уже отжившей свой век теории, Лавуазье искал доказательств своих новаторских взглядов на явления горения и дыхания. При этом ему приходилось тщательно подбирать аргументы для опровержения теории флогистона. Поэтому, обратившись к опытам с окисью ртути, он поставил experimentum crucis — решающий опыт, который должен был внести полную ясность в вопрос.

В конце 1774 г. он провел опыты по восстановлению окиси ртути двояким путем. Сначала он восстановил ее прокаливанием с углем, т. е. путем, который применим к большинству металлических окислов. Естественно, он получил при этом "фиксируемый воздух" Блэка, т. е. углекислый газ в качестве газообразного продукта реакции. Затем он провел восстановление окиси ртути сильным нагреванием без добавок посторонних веществ и получил газ, совершенно не похожий на «фиксируемый воздух»; этот газ после соответствующих опытов был определен как «наиболее чистая часть того самого воздуха, который нас окружает» (24). В конце 1774 г. Лавуазье опубликовал предварительное сообщение об этих опытах.

Натолкнувшись таким образом на правильный путь в объяснении свойств и роли в процессах горения «наиболее чистого воздуха», Лавуазье интенсивно продолжал свои опыты в первые месяцы 1775 г. Он хотел и сам убедиться в справедливости своих выводов и убедить в них других. Поэтому он повторил эти опыты в присутствии своих друзей — ученых Франции — и в апреле 1775 г. выступил в Академии наук с докладом, который был скоро опубликован под названием «Мемуар о природе вещества, соединяющегося с металлами при их прокаливании и увеличивающего их вес» (25). Описав здесь опыты, о которых шла речь выше, Лавуазье сформулировал некоторые выводы. Резюмируя опыт восстановления окиси ртути углем, он пишет: «Так как уголь совершенно уничтожается при восстановлении ртутной земли с образованием «связанного» (фиксируемого) воздуха, то приходится заключить из этого, что начало, которому до сих пор давалось название «связанного», «постоянного», «тяжелого», «огнеупорного» воздуха (air fixe), является результатом соединения легко вдыхаемой части воздуха с углем» (26).

Описывая далее свойства полученного из окиси ртути «легко вдыхаемого» воздуха, Лавуазье замечает: «Когда, переведя некоторое количество этого воздуха в стеклянный цилиндр диаметром в один дюйм, я опустил туда свечу, она загорелась с ослепительным светом; уголь, вместо того, чтобы спокойно тлеть, как в обыкновенном воздухе, горел сильным пламенем и с некоторым треском, подобно фосфору, притом с такой яркостью, которую глаза с трудом переносили. Этот воздух, который был открыт почти в одно время Пристлеем, Шееле и мною, был назван первым — «дефлогистированным воздухом», вторым — «огненным» (empyreal) воздухом. Я ему дал сначала название «в высшей степени легкого вдыхаемого», или «весьма удобовдыхаемого воздуха» (air eminemment respirable); впоследствии это название было заменено названием «жизненный», или «живительный» воздух (air vital)» (27).

В этом мемуаре Лавуазье еще иногда пользуется флогистической терминологией и не высказывается против теории флогистона, хотя все его выводы и положения прямо противоположны ей.

Мемуар Лавуазье явился началом большой серии других мемуаров и докладов в Академии наук. Они были посвящены различным вопросам. Следует отметить особенное внимание Лавуазье к вопросу о механизме дыхания, изменениям, которые испытывает воздух в результате прохождения через легкие. Несколько сообщений Лавуазье посвящены вопросу о составе нейтральных солей, природе кислот, в частности природе фосфорной кислоты, получающейся при сжигании фосфора, и другим разнообразным вопросам. Вместе c Лапласом Лавуазье в этот период конструирует барометр, начинает развернувшиеся в дальнейшем исследования, связанные с оценкой тепловых эффектов реакций, и т. д. Весьма важные выводы сформулированы Лавуазье в мемуаре "Опыты над дыханием животных и над изменениями, которые происходят с воздухом при прохождении через их легкие". Эти выводы таковы: 1. При дыхании происходит взаимодействие «только с чистой, наиболее пригодной для дыхания частью атмосферного воздуха» Остальная часть воздуха представляет собой лишь инертную среду, которая не претерпевает изменении при дыхании. 2. Свойства «испорченного воздуха», остающегося после прокаливания металлов, ничем не отличаются от свойств воздуха, в котором находилось некоторое время животное, если только этот оставшийся воздух не освобождается посредством едкой щелочи или извести от «фиксируемого воздуха» Блэка, и т. д.

Не останавливаясь на содержании других докладов и мемуаров Лавуазье конца семидесятых и начала восьмидесятых годов, отметим лишь, что в них он чаще всего уклонялся от высказываний по поводу теории флогистона. Но в 1785 г. его поведение коренным образом изменилось. В этом году он выступил с мемуаром: «Размышления о флогистоне, являющиеся продолжением теории горения и кальцинации, опубликованной в 1777 г. «В самом начале этого мемуара Лавуазье пишет: «Настало время, когда я должен объясниться более четко и формально по поводу мнения, которое я считаю пагубным заблуждением в химии, задержавшим, как я полагаю, значительным образом прогресс, вводя дурную манеру философствования» (28).

Это выступление Лавуазье было первым открытым его выступлением против теории флогистона. Однако, как было установлено, за много лет до этого Лавуазье уже достаточно резко выступил против этой теории анонимно, помещая свои статьи и заметки в журнале «Обозрение по физике» («Observations sur la Physique»). Так, еще в 1774 г. Лавуазье писал в одной из статей в этом журнале: «Принимая флогистон, мы впадаем во множество противоречий; химики пользуются им всякий раз, когда им это требуется, и они его растягивают, когда он противоречит установленным ими принципам; они управляют им по своей воле. Это их разменная монета… Они делают из него начало запахов, вкуса, летучести, плавкости, растворимости и т. д.» (29).

Спустя 12 лет после этого высказывания Лавуазье повторил и развил ту же самую мысль: «Химики сделали из флогистона смутное начало, которое не определено в точной мере и которое поэтому пригодно для любых объяснений, в которые его хотят ввести. Иногда это начало весомо, иногда оно таковым не является; иногда это свободный огонь; иногда это огонь, соединенный с землистым элементом; иногда он проходит сквозь поры сосудов; иногда они непроницаемы для него. Он объясняет одновременно и щелочность и нещелочность, прозрачность и непрозрачность, окраску и отсутствие окраски; это настоящий Протей, который меняет свой облик каждое мгновение» (30).

В этих высказываниях Лавуазье нельзя не видеть известной аналогии в характеристике флогистона с характеристикой «огненной материи», данной Ломоносовым за 30 лет до этого. В своей диссертации «Размышления о причине теплоты и холода» (1744 г.) Ломоносов не без сарказма высмеивал приверженцев теории «огненной материи», которая, по их представлению, то входит в поры тел, «как бы привлекаемая каким-то приворотным зельем», то бурно покидает их, «как бы объятая ужасом» (см. стр. 267). Упомянутая диссертация, как мы уже знаем, была опубликована в 1750 г. в «Новых комментариях Петербургской академии наук» и была широко известна в Европе. В той же диссертации Ломоносов писал: «Но так как окалины, удаленные из огня, сохраняют приобретенный вес даже на самом лютом морозе и, однако, не обнаруживают в себе какого-либо избытка теплоты, то, следовательно, при процессе обжигания к телам присоединяется некоторая материя, только не та, которая приписывается собственно огню: ибо я не вижу, почему последняя в окалинах могла бы забыть о своей природе. Далее, металлические окалины, восстановленные до металлов, теряют приобретенный вес. А так как восстановление производится тем же, что и прокаливание, даже более сильным, огнем, то нельзя привести никакого основания, почему один и тот же огонь то внедряется в тела, то из них уходит» (31).

Такого рода мысли с исторической точки зрения особенно значительны. Ломоносов был первым ученым, подвергнувшим основательной и аргументированной критике самые основы теоретических представлений своей эпохи и, в первую очередь, учение о «невесомых флюидах». Хотя он и не высказывался прямо о флогистоне (так же как и Лавуазье до 1785 г.), ясно, что его физические доказательства абсурдности теории «огненной материи», по существу, направлены и против флогистона.