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

Не желая оставить ничего существенного без внимания, Лавуазье, уже хорошо знавший о роли воздуха при кальцинации металлов, решил наглядно показать, что старое утверждение Р. Бойля, будто при кальцинации металлов поглощается «огненная материя», не соответствует действительности. Он поставил контрольный опыт, вернее серию опытов, тех же самых, какие были в 1756 г. проведены Ломоносовым. Эти опыты Лавуазье описал в особом мемуаре, опубликованном в 1774 г. Пользуясь весами и наблюдая кальцинацию олова в запаянной реторте, Лавуазье пришел к следующему выводу: «… Запаянные герметически реторты, взвешенные до и после содержащейся в них порции олова, не обнаруживают никакой разницы в весе; это, очевидно, доказывает, что увеличение веса, приобретенное металлом, не происходит ни от материи огня, ни от какой-либо иной материи извне реторты» (21).

Этот вывод целиком совпадает с выводом Ломоносова. Но Лавуазье через 18 лет после Ломоносова, естественно, изучил явление более широко и обстоятельно и установил, что «можно обжигать лишь определенное количество олова в данном объеме воздуха… при всяком обжиге олова увеличение веса довольно точно равняется весу поглощенного количества воздуха…» (22).

Параллельно с описанными опытами Лавуазье вел другие исследования. Все они, однако, были подчинены общей цели и касались систематического обследования явлений, связанных с горением различных тел, обжиганием металлов и других веществ, сопровождающихся выделением или поглощением воздухообразных веществ. В связи с этим же он заинтересовался и действием на различные вещества «сверхвысоких» температур. В то время считали, что такие «сверхвысокие» температуры очень легко получить при помощи больших зажигательных стекол. В 1772 г. Лавуазье вместе с несколькими сотрудниками построил большую зажигательную машину с двумя линзами, одна из которых имела диаметр более 120 см.

При помощи этой машины Лавуазье исследовал действие жара на различные вещества. Особого упоминания заслуживают его опыты по сжиганию алмаза. О природе алмаза в то время ничего не было известно (23), однако некоторые ученые утверждали, что при сильном нагревании алмаз испаряется или же растрескивается и рассыпается. Лавуазье поместил алмаз в фокус линз зажигательной машины и установил, что алмаз сгорает, точно так же как и уголь, с поглощением воздуха. Однако продукты сгорания алмаза в то время Лавуазье не исследовал. Все эти опыты и исследования, в особенности выводы из них, находились в полном противоречии с господствовавшей в то время теорией флогистона. Естественно, что они вызывали не только скептическое отношение, но и явное неудовольствие сторонников этой теории. Лавуазье приходилось быть крайне осторожным в формулировках и выводах и всегда основательно их аргументировать. Но он упорно шел по ранее намеченному пути, шаг за шагом подтачивая основы флогистического учения. Уже в 1774 г. он начал главную атаку на это учение.

0сновываясь на своих опытах сжигания фосфора и других веществ, Лавуазье пришел к выводу, что воздух — не простое тело, как все считали в то время, а смесь, или соединение каких-то различных по свойствам газов. Догадываясь, что в составе воздуха имеется часть, поддерживающая горение и фиксируемая горящим телом (т. е. связывающаяся с ним), Лавуазье вначале предположил, что природа этой части воздуха аналогична природе «фиксируемого воздуха» Блэка, т. е. углекислого газа.

Однако, когда он приготовил искусственный воздух из части воздуха, оставшейся после горения в нем фосфора и из «фиксируемого воздуха» Блэка, оказалось, что свеча в таком воздухе немедленно гаснет. Продолжая свои опыты, Лавуазье уже в феврале 1773 г. пришел к выводу, что часть воздуха, которая поглощается металлами при их обжиге, вовсе не представляет собой «фиксируемого воздуха» Блэка, т. е. углекислоты, а, наоборот, является «наиболее пригодной для дыхания», в то время как остающаяся после обжига, не поглощенная металлом часть воздуха непригодна для дыхания и горения. Таким образом, в это время он стоял на пороге открытия кислорода.

Но Лавуазье не торопился с окончательными выводами из своих опытов, очевидно не вполне сознавая важность шага, который ему предстояло сделать. Некоторое время он занимался опытами с «воспламеняющимся воздухом» (водородом) Кавендиша и окислами азота. При этом из-за несовершенства методов ему не удалось сделать существенных наблюдений и выводов.