Научные сказки периодической таблицы. Занимательная история химических элементов от мышьяка до цинка

Пока Пристли проводил эксперименты с углекислым газом, Лавуазье, который устроился в Париже и незадолго до того был избран во Французскую Академию наук, обратил весь свой опыт на изучение реакции горения. Он обнаружил, что алмаз, сера и фосфор при горении на воздухе прибавляют в весе, если в расчет принимать и выделяемые при этом газы. То же самое происходило и в случае с металлической коррозией, только медленнее. В 1773 г. Лавуазье выступил с важным докладом в Академии, в котором впервые отметил, что переход меди и железа соответственно в ярь-медянку и ржавчину сопровождаются прибавлением в весе. Он объяснял наблюдавшийся феномен тем, что, по его мнению, вещества впитывают что-то из воздуха.

В октябре следующего года Лавуазье и коллеги-академики давали обед в честь приехавшего в Париж Джозефа Пристли, на этом обеде они узнали о его последнем эксперименте. Пристли нагревал окись ртути (известную в то время под названием «красная зола» ртути), при этом из нее выделилась «новая разновидность воздуха», оставив после себя лишь чистую жидкую ртуть. За месяц до того Лавуазье получил письмо от Карла Шееле из Швеции; немногим ранее тот провел такой же эксперимент. Шееле был исключительно скромным человеком, никогда не стремившимся к академическому признанию. За все время он посетил лишь одно заседание Шведской Королевской Академии наук. От него не осталось аутентичных портретов, поэтому даже его статуя в стокгольмском парке – всего лишь фантазия в античном стиле, а вовсе не реальный скульптурный портрет ученого. Однако хуже всего то, что он совсем не спешил публиковать результаты своих научных исследований. Пристли же тем временем пребывал в полном теоретическом замешательстве по поводу сделанного им открытия. Это предоставило Лавуазье полную свободу действий. Он повторил эксперименты обоих ученых, затем проделал еще несколько своих собственных и в конце концов в 1777 г. назвал полученный газ кислородом, то есть порождающим кислоту.

Пристли в основном интересовали газы, входящие в состав воздуха, в то время как основной интерес для Лавуазье представляли воды. Шееле же, подобно большинству шведских химиков, интересовался земными минералами. Вряд ли удивительно то, что троим ученым было трудно найти взаимопонимание, так как все они вышли на один из важнейших химических элементов, исходя из трех основных состояний материи: газообразного, жидкого и твердого. Как бы то ни было, из возникшей путаницы со временем выкристаллизуется осознание первостепенной важности открытого элемента для большинства процессов во вселенной. Было бы справедливо признать заслугу открытия кислорода за Шееле и Пристли, но именно Лавуазье установил место открытого элемента в системе природы, доказав его основополагающую роль для воды, кислот и солей.

Одиннадцатью годами ранее, в 1766 г. Генри Кавендиш, человек, по богатству и эксцентричности сходный с Гетти, открыл водород, или «горючий воздух», проводя реакции металлов с кислотой в своей личной лаборатории в Лондоне. В дальнейшем он часто развлекался, устраивая взрывы: он смешивал водород с воздухом и поджигал смесь. В ходе подобных взрывов конденсировалась обычная вода. Таким образом Кавендиш доказал, что вода не является элементом, так как ее можно создать из других более фундаментальных ингредиентов: водорода и чего-то, что содержится в воздухе.

Летом 1783 г. Лавуазье смог повторить эксперимент Кавендиша в гораздо большем масштабе, воспользовавшись чистым водородом и тем, что теперь ему было известно под названием «кислород». Аппарат, который он использовал для проведения эксперимента, в настоящее время хранится в Музее искусств и ремесел в Париже. Даже в наше время невозможно не восхищаться тонкой работой и точностью методов Лавуазье. Два громадных резервуара с газами были вначале взвешены, затем газы перемешались в огромной стеклянной колбе. К колбе были подведены провода, которые обеспечили искру, поджегшую водород. В осадок выпало несколько граммов воды, что послужило решающим доказательством того, что вода состоит только из этих двух газов. Летом того же года братья Монгольфье поднялись в воздух на шаре, наполненном горячим воздухом. Лавуазье сразу же сообразил, что если можно будет получать сверхлегкий газообразный водород достаточно экономичными способами и в больших количествах из воды, то на него возникнет потребность, вызванная развитием воздухоплавания.

Я помню, как проводил такую же демонстрацию у себя в школе на химическом вечере, мною же и организованном. Вечеру присвоили название «Экспло-76». Реакция водорода с кислородом не была самым ярким и самым пахучим номером в программе, зато, когда я поднес к шару, содержащему оба газа, зажженную свечку на конце длинной палки, она, несомненно, стала самым громким. Именно сила взрыва и была мерой точности пропорции, в которой находились в шаре газы: два к одному. Мгновение спустя на том месте, где находился шар, в беззвучной пустоте повис легкий туман.