Очерк общей истории химии. От древнейших времен до начала XIX в.

Тема этого исследования возникла в 1768 г. как результат геологических и минералогических экскурсий Лавуазье вместе с Геттаром. Во время экскурсий Лавуазье брал пробы воды из различных источников, полагая, что исследование питьевой воды требует большего внимания, по сравнению с модным в то время изучением состава минеральных вод. С другой стороны, Лавуазье хотел установить связь между геологическими породами и почвами и составом вод, которые выходили на поверхность земли. Однако исследование образцов воды, отобранных во время экскурсий, свелось лишь к определению плотности при помощи предложенного Лавуазье «нулевого» ареометра. При этом Лавуазье заинтересовался плотностью дистиллированной воды и ее изменением при многократной перегонке. Именно эти, последние, опыты и привели его к постановке вопроса о превращении воды в землю (10). Возможность «превращения» воды в землю признавалась большинством предшественников Лавуазье, придерживавшихся учения о четырех элементах Аристотеля. Убедительных доказательств невозможности такого превращения в шестидесятых годах XVIII в. еще не существовало. Желая решить этот вопрос, Лавуазье поставил следующий эксперимент. Он поместил взвешенное количество воды в сосуд «пеликан», аналогичный в принципе прибору с обратным холодильником, также предварительно взвешенный, и нагревал ее в этом сосуде в течение 101 дня при температуре, близкой температуре кипения. Наблюдая ежедневно за изменениями, происходящими в сосуде, он на 57 день заметил появление в воде «пластинок, или листочков, сероватой земли». На 101-й день таких пластинок в сосуде образовалось достаточно много, и он прекратил нагревание. После взвешивания прибора с водой не было обнаружено никакого изменения веса. Однако высушенный после опыта сосуд показал некоторую потерю в весе. Взвесив затем отделенный из воды осадок, а также полученный при выпаривании воды сухой остаток, Лавуазье получил в сумме величину, несколько превышавшую потерю веса сосуда. На основании полученного результата он пришел к правильному выводу, что «земля, выделившаяся из воды во время перегонки, образовалась из вещества самого сосуда, что произошло простое растворение стекла». Таким образом, Лавуазье решил, что вода не превращается в землю (11).

Выше говорилось, что Шееле, поставивший подобный же опыт через несколько лет после Лавуазье, пришел к тому же выводу на основании подробного химического анализа осадка, образовавшегося при длительном нагревании воды в стеклянном сосуде.

В процессе исследования, посвященного возможности превращения воды в землю, Лавуазье столкнулся с явлением выделения какого-то «воздуха» при растворении в кислоте землистого остатка после выпаривания воды, нагревавшейся в стеклянном «пеликане». Возможно, что в связи с этим или же в соответствии с ранее намеченными планами Лавуазье решил написать после мемуара «О природе воды» другой мемуар — «О природе воздуха».

Выполнение этого намерения он, естественно, связывал с постановкой соответствующих опытов. О характере планировавшихся в этом, отношении опытов некоторое представление дает запись, сделанная Лавуазье в лабораторном дневнике 20 февраля 1772 г.(12) К этому времени Лавуазье уже хорошо знал о работах и открытиях многих химиков-пневматиков. Он упоминает, в частности, имена Гейлса, Блэка, Жакена, Пристлея и др. Но их исследования представлялись Лавуазье разрозненными и не направленными к единой цели. Он писал: «Важность предмета заставила меня начать сызнова всю эту работу, которая на мой взгляд создана для того, чтобы вызвать революцию в физике и химии[35]. Я решил, что обязан рассматривать все деланное до меня лишь как указания; я поставил перед собой задачу все повторить с новыми предосторожностями, дабы объединить все то, что мы знаем о том воздухе, который связывается или выделяется из тел, с другими добытыми познаниями и создать теорию, работы многочисленных авторов, которых я процитировал, будучи рассмотрены с этой точки зрения, представились мне в виде отдельных кусков одной большой цепи; они соединили меж собою несколько звеньев. Но остается сделать огромное число опытов, чтобы создать непрерывность» (13).

Из данного текста записи следует, что первоочередное внимание Лавуазье намеревался уделить исследованию тех процессов, которые сопровождаются поглощением «воздуха», природа которого оставалась в то время совершенно еще неясной. Лавуазье продолжает: «Операции, посредством которых можно добиться связывания воздуха, суть: рост растений, дыхание животных, горение, при некоторых обстоятельствах обжиг, наконец, некоторые химические реакции. Я признал, что должен начать с этих экспериментов» (14).

Эта запись свидетельствует о необычайной самоуверенности Лавуазье. Она производит такое впечатление, что была сделана после проведения многочисленных опытов, а не до этого. Возможно, именно в связи с этим и возник вопрос о дате записи и отсюда споры о ее историческом значении.