Журнал "Наука. Величайшие теории" №29 - Адела Муньос Паес

Первая часть «Элементарного курса химии» содержит также количественные результаты горения фосфора; сера представлена лишь образованными из нее продуктами, а не соотношением составляющих их частей. Полученные Лавуазье результаты его самого не удовлетворяли, хотя на самом деле они были точными. Собранные в его лабораторной тетради данные опытов, осуществленных в мае 1785 года, показывают, что 38, 98 грана жизненного воздуха смешиваются с 61 граном серы. В трехокиси серы это соотношение составляет 40 к 60.

Вторая часть «Элементарного курса химии» посвящена кислотам, основам солей, образованных от них. В этой части Лавуазье снова объясняет систему номенклатуры кислот и их происхождение из оксидов. Он описывает в ней опыты разложения и синтеза воды, не останавливаясь на спорах об авторстве. В то время Лавуазье не признал, что Кавендиш был первым ученым, определившим, что вода не является простым телом, но состоит из двух веществ — двух газов, которые Лавуазье назвал «кислородом» и «водородом»:

«Вместе с этим опытом анализа и синтеза мы можем утверждать, что убедились с той долей уверенности, которую позволяют иметь физика и химия, что вода не является простым веществом: она состоит в равной пропорции из горючего воздуха и жизненного воздуха [кислорода]».

Лавуазье утверждал, что растительные кислоты образовываются из оксидов, так же как и минеральные, но в случае растительных кислот существуют характерные «группы», состоящие из водорода и углерода (впоследствии названные «радикалами кислот»), к которым добавлен кислород. Это изначальное определение органических кислот как содержащих радикалы, образованные из углерода и водорода, стало решающим для развития органической химии в XIX веке.

НИЧЕГО НЕ СОЗДАЕТСЯ, НИЧЕГО НЕ ТЕРЯЕТСЯ

В одном из самых интересных и наименее известных разделов «Элементарного курса химии* Лавуазье собрал результаты изучения брожения вина. Брожение фруктовых соков и других веществ, содержавших сахар, сопровождалось выработкой углекислого газа (СO2) и «духа вина», для обозначения которого Лавуазье использовал слово арабского происхождения «алкоголь». Целью его опытов было установить количество водорода, кислорода и углерода, содержавшихся в сахаре. Для этого он взвесил определенное количество алкогольного напитка и оставил его бродить. Далее Лавуазье взвесил массу углекислого газа и воды, выделившихся во время брожения, а также количество оставшегося напитка. Он определил его элементарные составляющие благодаря методу анализа органических соединений, который работает и в наше время, — методу горения. Ученый доказал, что масса напитка, образовавшаяся после брожения и добавленная к массе углекислого газа и воды, выделившихся во время этого процесса, равна общей массе изначального материала. Кроме того, он показал, что изначальная масса каждого составляющего элемента была постоянной до и после химического изменения. Все эти данные были собраны в таблицах, которые стали первыми «сводками веществ». Такие сводки нужны были для того, чтобы впервые проиллюстрировать, что во время химической реакции не происходит ни уменьшения, ни прибавления веществ — только изменения в форме их соединения:

«Эта операция является самой поразительной и невероятной из тех, что представляет нам химия, и мы можем наблюдать, откуда появляется выделяемый углекислый газ, откуда берется образовывающийся горючий дух [спирт] и как сладкое тело, растительный оксид [сахар], превращается в два таких разных вещества, одно из которых способно к горению [спирт], а другое совершенно неспособно (СO2).

ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА ЛАВУАЗЬЕ

Лавуазье написал введение к таблице простых веществ, из которого понятно, какие принципы им руководили, когда он разрабатывал свой список:

«Химия, подвергая опытам различные природные тела, имеет своей целью разложить их на составляющие и получить возможность изучать по отдельности вещества, образующие соединения. Данная наука в наши дни осуществила быстрый прогресс. В этом легко убедиться, обратившись к авторам, писавшим о химии. Мы увидим, что поначалу масло и соль рассматривались как тела, что опыты и наблюдения позволили получить новые знания, и стало понятно: соли вовсе не являются простыми телами, но состоят из кислоты и основы, и их нейтральность есть результат данного соединения. Современные открытия еще больше раздвинули границы анализа; они прояснили нам образование кислот, стало понятно, что они состоят из общего для них всех вещества-окислителя — кислорода — и особого для каждой из кислот радикала, который различает их и относит к тем или иным кислотам. Химия, таким образом, движется к своей цели и своему совершенству, разделяя, подразделяя и снова подразделяя, и мы не знаем, каков будет итог. Все, что мы можем сказать сегодня, — это то, до какого состояния разложимо во время химического анализа вещество, и дальше оно разделено быть не может.

Можно предположить, что скоро земли перестанут считаться простыми веществами: они единственные не имеют тенденции соединяться с кислородом. Я склонен думать, что равнодушие к кислороду — если мне будет позволено воспользоваться этим выражением — связано с тем, что они им уже напитаны [на самом деле так и есть: кремнезем и глинозем являются Si02 и AljOJ. Земли с этой точки зрения будут простыми веществами, возможно металлическими оксидами, окисленными кислородом до какой-то степени. Это не единственная догадка, которую я здесь высказываю. Надеюсь, читатель не спутает то, что я представляю как истину факта и опыта, и то, что является лишь догадкой. Я не включил в таблицу нелетучие щелочи, такие как поташ и сода, поскольку они очевидно являются сложными веществами, хотя пока нам неизвестна природа веществ, входящих в их соединения».

Мы видим, что для решения этих двух вопросов надо сначала изучить состав и природу способного к брожению тела и продукты его брожения; поскольку ничто не создается ни во время искусственных операций (в лаборатории), ни в природе, можно взять за принцип, что при каждой операции исходное и конечное количество материала остается одинаковым, что количества и качества вещества остаются неизменными и что происходят только изменения и трансформации. Именно на этом принципе основано искусство всех опытов в химии: мы должны предположить равенство между веществами изучаемого тела и того, что мы получаем при анализе. Так, поскольку виноградное сусло дает углекислый газ и спирт, я могу сказать, что сусло винограда = углекислый газ + спирт. Следовательно, мы можем узнать двумя способами то, что происходит во время брожения вина: во-первых, определив вещества и природу тела, способного к брожению; во-вторых, наблюдая за продуктами брожения, и очевидно, что знания, которые можно получить в ходе первого способа, приведут к пониманию природы второго, и наоборот».

ПОЛЬЗ ЛАВУАЗЬЕ СКУЛЬПСИТ

Мария Польз Лавуазье была автором 13 иллюстраций к«Элементарному курсу химии», опубликованному ее мужем в 1789 году. Справа внизу на этих иллюстрациях есть подпись «Польз Лавуазье Скульпсит*. Рисунки Марии, непохожие на грубые наброски, которыми сопровождались книги по химии того времени, являются настоящими чертежами в масштабе приборов, использовавшихся Антуаном, и по ним можно осуществить их сборку. Тринадцать чертежей относятся к следующим инструментам.