Калоян Манолов - Великие химики. В 2-х томах. Т. I.

• Название: Великие химики. В 2-х томах. Т. I.
• Автор: Калоян Манолов
• Издательство: Мир
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1985

Автор книги, болгарский ученый Калоян Манолов, известен не только как специалист в области химии комплексных соединений, но и прежде всего как талантливый популяризатор и историк химических наук. Его книги «У химии свои законы» (М.: Химия, 1975), «Биография атома» (М.: Мир, 1984) переведены на русский язык.

Издание содержит ряд биографических очерков о выдающихся ученых — от Р. Глаубера (XVII в.) до ученых нашего времени. Написана живым, образным языком, содержит много ранее не известных материалов. Биографии насыщены яркими, интересными эпизодами, хорошо передающими черты характеров и главные вехи творчества героев очерков.

В т. I вошли биографии ученых XVII—XIX вв.

Предназначена для химиков, преподавателей химии и будет интересна самым широким кругам читателей.

---

Пожалуй, самыми интересными были исследования ученым пороховых смесей. В те годы артиллерия нуждалась в сильных взрывчатых веществах, и в лаборатории лицея началась усиленная работа по их изготовлению. В одних ступах растирали сосновый уголь, получая мельчайший порошок, в других толкли серу, в третьих — селитру. Пруст составлял различные рецептуры, изменяя количество угля, серы и селитры. Из этих смесей приготовили затем взрывчатку для снарядов, погрузили все на мулов, впрягли орудия, и вся колонна двинулась на стрельбище к горному хребту; там, в безлюдной скалистой местности, начались испытания взрывчатых свойств пороховых смесей. Грохот взрывов сотрясал округу. Солдаты после каждого выстрела измеряли дальность полета снарядов, Пруст записывал результаты в тетрадь, заполняя ее колонками цифр и расчетами.

Были испытаны самые различные пороховые смеси и проведены опыты по определению скорости их сгорания. Пруст сделал приспособление для улавливания газов после взрыва и прибор для анализа газов, оставшихся в стволе орудия. Однако многократные анализы газов и измерения показали, что затраченные на это усилия к ожидаемым результатам не привели. Пруст не очень огорчился, сожалея лишь о потерянном времени. Правда, не оправдались надежды начальника лицея, генерала Руэнтоса. Он лично явился на стрельбище, чтобы убедиться в безуспешности попыток.

— Это все, что я мог сделать, — сказал Пруст. — Старые рецептуры пороха, видимо, надежнее. В книге алхимика Марка Греко еще в 1250 году было записано следующее: «Возьми один фунт живой серы, два фунта липового или ивового угля и шесть фунтов селитры… и осторожно смешай»[244].

— Весьма сожалею, господин профессор. Хочу надеяться, что в недалеком будущем мы все же найдем более сильное взрывчатое вещество. Вы понимаете, какое значение это имеет для нашей артиллерии?

— Безусловно, господин генерал. Но задача не является вовсе неразрешимой: нужно просто идти по другому пути.

— Что вы предлагаете?

— Искать другие взрывчатые вещества. Порох исчерпал свои возможности.

— Надеюсь на успех ваших исследований.

— Заранее трудно что-либо обещать. Как вам известно, работы в лаборатории ведутся непрерывно, но результаты покажет будущее.

В лаборатории Пруста были собраны самые разнообразные руды — железная, медная, цинковая, свинцовая, ртутная. Для анализа руды Пруст нагревал ее в растворе серной кислоты. Из сосуда выделялся отвратительно пахнувший газ (сероводород), который сначала называли серным газом, а позднее — сульфидом водорода. Однажды, разлагая цинковую руду, Пруст заметил, что раствор медного купороса небесно-голубого цвета, находившийся в стоявшем рядом сосуде, покрылся коричневой пленкой. Он придвинул сосуды друг к другу и стал размешивать голубой раствор, который постепенно становился черно-коричневым: выпал осадок.

— Что случилось, господин Пруст? — опросил у него помощник.

— Занимательное явление — серный газ разрушил синий витриол. Посмотри, как обесцветился раствор, а на дне образовался черный осадок. Очевидно, эту реакцию можно использовать для определения состава еще не известных веществ.

Пруст приступил к изучению действия серного газа на другие растворы. Он установил, что в растворах солей свинца, кобальта и никеля сероводород образует черные осадки, а в растворах солей сурьмы — оранжевый. Это было выдающимся открытием. Свойство сероводорода давать цветные осадки послужило основой новых методов анализа, на которых строилась зарождающаяся в то время аналитическая химия, которая и сегодня использует сероводород для разделения и определения металлов.

Пруст занимался в основном практическими вопросами. Для увеличения производства металлов необходимо было усовершенствовать технологию их получения. Это потребовало строительства крупной исследовательской лаборатории в Мадриде.

В 1791 году Пруст покинул Сеговию, чтобы занять место руководителя лаборатории в Мадриде. В ней работало около двадцати известных в то время ученых, изучавших химию в университетах Парижа, Саламанки и Пизы. Пруст продолжал исследования руд. Недра Испании были богаты свинцом и цинком: в Сьерра-Морене находились огромные залежи ртутной руды, окрестности Минас-де-Риотинто в Андалузии изобиловали медной рудой, а в горах Астурии и Каталонии был обнаружен пирит.

Еще в начале своих исследований Пруст заметил, что из железного колчедана могут получаться две (различные по свойствам) соли серной кислоты. Как-то беседуя со своим помощником, он поделился наблюдениями:

— Если мы разложим пирит серной кислотой и оставим его кристаллизоваться, получится зеленый витриол[245]. Если прокалить пирит, а полученную золу растворить в серной кислоте, образуется красный витриол[246]. Зеленый витриол со щелочными растворами дает бледно-зеленый осадок железного основания[247], а красный витриол образует красно-коричневый осадок[248]. Если держать бледно-зеленый осадок какое-то время на воздухе, он постепенно становится коричневым. Это показывает, что для железных солей характерны два разных состояния окисления. Отсюда можно заключить, что железо имеет два различных окисла — низший и высший[249].

— И другие свойства этих двух видов солей различны? — спросил Эрнесто.

— Да. Только красный витриол дает берлинскую лазурь[250], и только он образует черное соединение с раствором из чернильного орешка.

— Действительно, — подтвердил Эрнесто, — анализы, которые вы поручили мне провести, показали, что в одном окисле кислорода примерно в полтора раза больше, чем в другом.

— Верно. Существуют две различные степени окисления железа, которые дают начало двум рядам соединений.

Несмотря на то что методы анализа в то время были неточными и результаты, полученные Прустом, были далеки от истинных, они явно показывали, что есть два вида соединений железа. Подтверждение этому Пруст находил в различной окраске соединений. Из его исследований следовало, что медь, олово, сурьма, кобальт, никель и свинец также образуют по два, ясно отличающихся друг от друга окисла. Он пытался получить оба вида соединений этих металлов, однако опыты не увенчались успехом.

С другой стороны, для некоторых элементов он получал лишь один-единственный окисел. Например, ему был известен белый порошок (окись цинка), который получался при обжигании цинка. Самым интересным, по его мнению, было то, что этот белый порошок всегда обладал одними и теми же свойствами. Пруст располагал цинковой рудой — сфалеритом[251], — из различных областей Испании. При нагревании до высокой температуры она сгорала и превращалась в белый порошок — окись цинка. Пруст обжигал сфалерит, привезенный из Альмадена, Минас-де-Риотинто или из долины реки Гвадианы, но во всех случаях окись цинка обладала совершенно одинаковыми свойствами. Даже полученная в лаборатории (при взаимодействии соли цинка и щелочей) гидроокись цинка при нагревании до высокой температуры превращалась в ту же белую окись цинка.

— Я убежден, — говорил Пруст, — что это постоянство не случайно. Существует какая-то закономерность, которой подчиняются при соединении друг с другом все вещества.

— Но для этого нужны доказательства, — возразил Эрнесто.

— Они у нас есть… Что вы скажете о малахите? Свойства природного и полученного в лаборатории малахита совершенно одинаковы. Если их нагреть, получается черный окисел. У них и одинаковое содержание меди. Разве в природе малахит образуется из синего витрила и щелочи, из древесной золы или раствора соды?

— Конечно, нет.

— Однако у них одинаковые свойства. Следовательно, эти соединения имеют постоянный состав, хотя и получены различными способами.

Пруст имел еще много доказательств правомерности своих выводов. Он прекрасно помнил те наблюдения, которые проводились им в ртутных шахтах Альмадена: тогда нагревали ртутную руду, чтобы разложить ее и выделить ртуть. Случалось, однако, что на поверхности ртути образовывалась легкая красновато-желтая пыль, такая же, как в природных условиях. Может быть, кислород воздуха и ртутные пары снова соединяются, образуя окисел?

Исследования показали то же самое: у соединения (окисла) всегда был один и тот же состав. В ту пору в Каире на лекциях в Египетском институте Бертолле утверждал, что вещества могут соединяться друг с другом в произвольных соотношениях. Постоянный состав соединений, по мнению Бертолле, — явление случайное, оно зависит только от того, что опыты проходят при одних и тех же условиях.

Так возник знаменитый спор между двумя великими учеными. Опыты, научные статьи, обсуждения… В течение многих лет ученые умы Европы решали этот спорный вопрос. В конце концов ученые из Франции, Германии, Англии, Италии, России и Голландии признали правоту Пруста и был утвержден закон постоянства состава химических соединений[252].