Страницы истории науки и техники

Лавуазье не был знаком со многими из ранее проделанных работ, и многое ему пришлось делать самостоятельно, заново. Все его опыты имели количественный, систематический характер. Лавуазье посредством прямого эксперимента доказал, что горение есть не что иное, как соединение сгорающих веществ с кислородом — одним из газов, составляющих воздух. Он произвел сжигание алмаза (С) в среде чистого кислорода (О₂) с получением двуокиси углерода (СО₂), а также большое число других опытов, раскрывающих сущность процесса горения.

Лавуазье показал, что все химические превращения одних (исходных) веществ в другие (продукты процессов) сводятся к изменению сочетаний элементов, т. е. веществ, далее не разделяемых химическим путем[196]. К уже известным элементам (углероду, сере, фосфору, металлам) он присоединил новые: кислород, водород и азот.

Следует, пожалуй, заметить, что, говоря о составе сложных химических веществ, предложенном Лавуазье, более точно пользоваться наименованием простые вещества вместо применяемого теперь термина «элементы». Дело заключается в том, что Лавуазье считал (как и другие ученые того времени) химически неделимыми некоторые вещества (например, свободные сложные химические радикалы — сложные частицы, обладающие не-спаренными электронами), которые в дальнейшем удалось химически разделить.

Химические соединения были разделены в своем большинстве на три группы: кислоты, основания и соли[197]. Есть некоторое, вероятно чисто внешнее, сходство между тем, что проделал Лавуазье в химической классификации веществ и терминологии, и тем, что было сделано Линнеем в биологии.

Лавуазье определил сущность процессов дыхания и пищеварения. В результате проведенных им опытов было показано, что в организме происходит процесс, аналогичный обычному процессу горения. При этом «горючим веществом» служит пища, а кислород поступает в организм из воздуха при дыхании. В результате этих опытов и их обобщения был составлен общий химический баланс организма.

Лавуазье вместе с уже упоминавшимся известным французским ученым Лапласом были проделаны опыты по определению скрытых теплот[198], а также теплот горения различных веществ. Этими опытами были положены начала термохимии — весьма важной для практики науки, изучающей тепловые явления, сопровождающие химические реакции. Лавуазье и Лаплас создали так называемый ледяной калориметр — прибор, позволяющий измерять количество тепла (это назначение калориметра любого типа, любой конструкции) путем измерения количества воды, образовавшейся в результате таяния льда при известной величине его скрытой теплоты таяния.

Совместно с французским инженером Ж. Мёнье Лавуазье установил, что вода представляет собой соединение кислорода и водорода. Со всеми возможными предосторожностями (учитывая взрывной характер реакции) Лавуазье произвел синтез воды из этих двух газов. Одновременно с Лавуазье и независимо от него синтез воды из кислорода и водорода был проведен Кавендишем, Отнюдь не претендуя на то, что нами перечислены все достижения Лавуазье в области химии, мы хотим сделать только одно важное дополнение к сказанному. Лавуазье является автором опубликованного в 1789 г. «Начального учебника химии» — вероятно, первой систематической книги такого рода.

Важный шаг в развитии химии вслед за Лавуазье был сделан известным английским химиком, физиком и метеорологом Джоном Дальтоном (1766–1844). Нам представляется более удобным рассказать о научных исследованиях Дальтона в настоящей главе[199].

Дальтон родился в бедной семье ткача-квакера[200]. Он учился в сельской школе, много занимался самообразованием и уже приблизительно в пятнадцатилетием возрасте стал преподавателем в той же школе, где ранее учился. Знакомство с любителем-метеорологом Робинсоном увлекло Дальтона с ранних лет метеорологией (это увлечение сохранилось у Дальтона на всю жизнь) и пробудило в нем интерес к конструированию различных приборов. Осенью 1781 г. Дальтон — учитель в школе г. Кендала, а через 4 года — директор школы. В Кендале Дальтон проработал около 12 лет. За это время, помимо занятий в школе, он много времени отдавал метеорологии, усиленно изучал математику, читал публичные лекции, выступал с научными статьями. Его имя становилось все более известным. В 1793 г. Дальтон переехал в г. Манчестер, стал преподавать в колледже и давать частные уроки. Вскоре его избрали секретарем, а затем председателем Манчестерского литературного и философского общества. Его научные интересы становились все шире. В 1816 г. Дальтона избрали членом-корреспондентом Французской академии наук и только в 1822 г, — членом Королевского общества.

Рис. 11. Схема опыта Дальтона.

Научные заслуги Дальтона очень велики, но предпочтение, наверное, надо отдать его работам в области исследования газов и особенно развитию атомистических представлений в химии.