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

Возрождение античной атомистики, появление разнообразных корпускулярных теорий, полемика по вопросам структуры вещества и природы первичных частиц — все это, естественно, отразилось на направлении мыслей химиков и физиков XVII и начала XVIII в. и в общем положительно сказалось на возникновении первых, хотя и туманных теоретических представлений о химических явлениях. Однако недостаток экспериментального материала и вместе с тем живучесть старых традиционных учений об элементах (Аристотеля и «трех началах» алхимиков) сильно препятствовали внедрению атомистики в физику и химию. Корпускулярные теории фактически не применялись при обсуждении и решении конкретных проблем науки, связанных со структурой вещества. Они не сделались еще органической основой естествознания и представляли собой лишь натурфилософские учения, носили чисто описательный характер и не находили экспериментальных подтверждений.

В начале XVIII в. интерес к корпускулярной теории в кругах естествоиспытателей вообще снизился, и вскоре она снова оказалась фактически забытой. Только в середине XVIII в. в трудах М. В. Ломоносова вновь появляется логически последовательное и отчетливое изложение корпускулярной (атомно-молекулярной) теории. Ломоносовым же были сделаны и первые серьезные попытки приложения представлений о корпускулярном строении материи для объяснения некоторых физических явлений. Однако понадобилось еще несколько десятилетий, для того чтобы атомистика сделалась основой химии и всего естествознания.

ЗАРОЖДЕНИЕ НОВЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ГОРЕНИИ И ДЫХАНИИ

Хотя в XVII в. химия в теоретическом отношении прогрессировала крайне медленно, процесс накопления нового фактического материала неуклонно продолжался. Потребности расширяющегося производства выдвигали перед химиками новые задачи, требовавшие решения. Одной из таких задач, возникших в связи с быстрым развитием металлургии, было научное объяснение процессов восстановления металлов при их получении из руд и явлений при обжигании металлов. В практическом отношении эти вопросы были давно решены, но не имели сколько-нибудь удовлетворительного объяснения, что естественно отражалось и на развитии технологических приемов металлургии и обработки металлов. Считали, например, что при окислении (прокаливании на воздухе) металл «умирает», превращаясь в «мертвую землю» (окалину, известь, золу), а при восстановлении из нее вновь возрождается.

С давних времен процесс обжигания металла на воздухе, или «кальцинация», т. е. превращение металла в известь (от calx — «известь»), сопоставляли с процессами горения дерева, угля и других горючих тел. в результате которых также оставалась земля (зола). Горение же таких тел рассматривалось как разрушение или распад тела с выделением летучих продуктов. Роль воздуха в процессах горения оставалась невыясненной, несмотря на то что в металлургической практике с древнейших времен применялось дутье для усиления пламени, а металлурги и естествоиспытатели хорошо знали, что для «питания» огня необходим воздух (еще в XV в. об этом писал Леонардо да Винчи). Не уделялось никакого внимания и выяснению природы летучих продуктов горения. Лишь Ван-Гельмонт в XVII в. указал, что в результате горения дерева и угля образуется «лесной дух».

Естественно, что при таком понимании процесса горения кальцинацию металлов также рассматривали как распад металла с выделением неизвестных летучих продуктов. Несмотря на то что такому взгляду противоречил уже давно известный факт увеличения веса металлов при кальцинации на воздухе, химики (иатрохимики) упорно держались этой, ставшей традиционной, точки зрения и не обращали никакого внимания на несообразность такого объяснения.

В 1630 г. французский химик и врач Жан Рей (1583–1645) опубликовал сочинение «Опыты изыскания причин увеличения веса олова и свинца при прокаливании» (16). Здесь впервые приводятся достаточно правдоподобные объяснения этого явления. Работа была начата Реем после обращения к нему аптекаря Брена из Бержерака с письмом, в котором описывался опыт кальцинации олова и свинца. Брен взял 2 фунта 6 унций чистейшего английского олова, поместил его в железный котелок и при постоянном перемешивании прокаливал олово на сильном огне в течение 6 часов. В результате он, к своему крайнему удивлению, получил 2 фунта 13 унций «чистейшей белой извести». Повторив опыт с 6 фунтами свинца, он нашел, наоборот, потерю в весе — около 6 унций. В заключение Брен писал: «Вы меня очень обяжете, если дадите мне объяснение этого чуда» (17).

В ответ на просьбу Брена Рей сделал подробный критический анализ мнений, высказанных ранее о причине этого явления. В

частности, он отверг объяснение Цезальпина, считавшего, что увеличение веса олова происходит вследствие осаждения сажи, и высмеял Либавия, который утверждал: «…Превращение [свинца в золу] изменяет вес… обжигание увеличивает вес… Конечно, не надо быть ни великим химиком, ни великим логиком, чтобы над этим не посмеяться» (18).