Исследование газов. Горение - Научная деятельность Лавуазье

После этого Лавуазье обращается к изучению газов. Со стороны физической газы были уже несколько исследованы Бойлем и Мариоттом, но со стороны химической они представляли в это время очень темную и почти неизведанную область. Приступая к исследованию газов, Лавуазье чувствовал, что изучение этой области должно произвести переворот в физике и химии и высказал эту мысль в своем лабораторном журнале в 1773 г.

Исходным пунктом его исследований послужил факт увеличения веса тел при горении. В 1772 году он представил в академию коротенькую записку, в которой сообщал о результате своих опытов, показывающих, что при сгорании серы и фосфора они увеличиваются в весе за счет воздуха, иными словами, соединяются с частью воздуха, а не за счет присоединения огня, как думал Бойль, мнение которого в то время было общепринято. Этот факт -- основополагающее, капитальное явление, послужившее ключом к объяснению всех остальных. Объяснить факт горения значило объяснить целый мир явлений окисления, происходящих всегда и всюду -- в воздухе, земле, организмах -- во всей мертвой и живой природе, в бесчисленных вариациях и разнообразнейших формах. Около шестидесяти мемуаров было им посвящено уяснению различных вопросов, связанных с этим исходным пунктом. В них новая наука развивается как клубок. Явления горения естественно приводят Лавуазье, с одной стороны, к исследованию состава воздуха, с другой -- к изучению остальных форм окисления; к образованию различных окисей и кислот и уяснению их состава; к процессу дыхания, а отсюда -- к исследованию органических тел и открытию органического анализа и т. д.

В 1775 г. Лавуазье представил в академию мемуар "Surlanatureduprincipequisecombineaveclesmйtauxpendantleurcalcinationetquienaugmentelepoids", в котором определяет роль кислорода в образовании металлических "известей" (так в то время называли окислы) и признает кислород одной из составных частей воздуха. Вслед за тем в целом ряде мемуаров Лавуазье развивает свою новую теорию окисления и горения, диаметрально противоположную по своим основаниям теории "флогистона", которая была тогда общепринятой.

По теории флогистона, введенной в науку Бехером (конец XVII в.) и разработанной Шталем (начало XVIII в.), все тела, способные гореть и окисляться, заключают особое горючее начало, "флогистон", которое при процессе горения выделяется из тела, оставляя золу, "известь". Прибегая в своих исследованиях постоянно к точному взвешиванию, Лавуазье показал, что при процессе горения вещество не выделяется из горящего тела, а присоединяется к нему. Установив свой новый взгляд на процессы горения и окисления, Лавуазье вместе с тем правильно понял состав воздуха.

В представленном мемуаре состав воздуха был впервые точно выяснен. Путем анализа и синтеза он показал, что воздух есть смесь двух газов: один из них -- "здоровый (salubre) воздух, чистый воздух, жизненный воздух", как последовательно называл его сам Лавуазье, способный усиливать горение и дыхание, окислять металлы, другой газ -- нездоровый воздух (moffette) или "мефитический воздух", не обладающего этими свойствами. Названия кислород и азот были даны позднее.

Лавуазье произвел анализ и синтез воздуха, нагревая ртуть с определенным объемом воздуха и разлагая затем образовавшуюся красную окись ртути. Описание этого классического опыта Лавуазье, перешедшее с тех пор во все руководства химии, помещено вего "Traitййlйmentairedechimie".

Теория горения повела к объяснению состава различных химических соединений. Уже давно различались окислы, кислоты и соли, но строение их оставалось загадочным.

Вместе с изучением состава воздуха Лавуазье исследует роль кислорода в образовании кислот, устанавливает состав угольной кислоты, многочисленные случаи выделения которой были изучены уже Блэком ("Surlaformationdel'acidenommйl'airfixe", 1781), объясняет изменения воздуха, вызываемые горением свечи и дыханием животных ("Expйriencessurlarespirationdesanimauxetsurleschangementsquiarrivent а l'airenpassantparleurspoumons", 1777).

Все кислоты Лавуазье рассматривает как соединения неметаллических тел с кислородом: так, с серой он дает серную, с углем -- угольную, с фосфором -- фосфорную кислоту и т. д.

С 1774 г. Лавуазье занимался изучением горения водорода, или как его называли тогда, "горючего воздуха", открытого в 1767 г. Кавендишем. Долго Лавуазье не мог прийти к определенному результату, так как предполагал найти, как продукт горения водорода, какую-нибудь кислоту. Одновременно с Лавуазье тем же вопросом занимались многие другие химики, Кавендиш, Пристли, Монж и др. Только в 1783 г. Лавуазье и Лаплас нашли искомое: продуктом горения водорода оказалась чистая вода. Одновременно с ними то же было найдено Кавендишем и Ваттом. Но так как один Лавуазье в то время правильно понимал процесс горения, то он один из всех, кому стало известно это явление, правильно истолковал его и понял состав воды.

В 1785 г. Лавуазье вместе с Менье получили, путем синтеза из водорода и кислорода, 45 г воды. Как и в других случаях Лавуазье и здесь не довольствовался одним синтезом. Вместе с Менье он производит в 1783--1784 гг. разложение воды при помощи железа. Через раскаленный ружейный ствол они пропускали пары воды и выделяющийся газ собирали: это был водород; железный ствол покрывался внутри слоем железной окалины, представляющей соединение железа с кислородом. Определив состав воды, Лавуазье затем правильно истолковал восстановление металлических окислов водородом и выделение водорода при действии кислот на металлы.

Наконец, знание водорода и продукта его окисления дало ему возможность положить основание в фундамент органической химии. Он определил состав органических тел и создал органический анализ путем сжигания углерода и водорода в определенном количестве кислорода. Учение о кислороде, как о главном агенте горения, было встречено очень враждебно. "Таким образом, историю органической химии, как и неорганической, приходится начинать с Лавуазье" (Н. Меншуткин). Когда основы современной химии были созданы, Лавуазье решил соединить данные своих многочисленных мемуаров в виде сжатого очерка. Когда же в 1789 году появился его первый учебник современной химии "Traitййlйmentairedechimie" -- явление в своем роде единственное в истории наук: весь учебник составлен по работам самого автора, который тотчас же был переведен на многие иностранные языки, многие прежние противники его системы изменили теории флогистона.

Похожие статьи




Исследование газов. Горение - Научная деятельность Лавуазье

Предыдущая | Следующая