Читаем без скачивания Революция в воздухе. Лавуазье. Современная химия. - Adela Paez

Джозеф Пристли

Теория флогистона предполагала, что воздух обладает некоторой способностью поглощать флогистон, который выделяется как при горении, так и при дыхании, а когда насыщается им до предела (как пропитанная губка), уже не может ничего поглощать, и поэтому животные умирают, а огонь гаснет. Поскольку от «воздуха», получавшегося в результате нагревания оксида ртути, свечи горели лучше, а мыши жили дольше, Пристли предположил, что в нем совершенно не содержалось флогистона, поэтому он назвал его «дефлогистированным воздухом», то есть освобожденным от флогистона, который выделяется от огня печей и при дыхании. В знаменитом письме 15 марта 1775 года Приели утверждал, что выделяемый при нагревании оксида ртути воздух, который он исследовал с помощью «азотистого воздуха», в пять-шесть раз лучше для дыхания, нежели нормальный или атмосферный воздух.

Тем временем во Франции Лавуазье повторил опыт Пристли с оксидом ртути, чтобы проверить гипотезу о том, что извести металлов содержат воздух, образующийся во время горения и отличный от «фиксируемого воздуха». Он предположил, что «воздух», содержащийся в этих известях (сегодня мы знаем, что речь идет о кислороде), существенно отличается от того, который выделяется при нагревании их с углем и называется «фиксируемый воздух» (СO2).

Существование извести ртути (оксида ртути), которая не нуждалась в угле для восстановления, было самым простым доказательством существования нового воздуха. Лавуазье предположил, что вес фосфора и серы увеличивался по тем же причинам во время их окисления. Когда ученый опубликовал свои «Небольшие исследования» в 1774 году, он еще не был уверен, что воздух, выходивший из металлов во время горения, является «фиксируемым воздухом», «обычным воздухом» или другим «чистым воздухом», содержащимся в атмосфере.

В мае 1775 года, повторив опыт Пристли и интерпретировав результаты с точки зрения своей изначальной гипотезы, Лавуазье опубликовал отчет, в котором склонялся к своей гипотезе: то, что выделялось из металлов и образовывало известь, было «в высшей степени удобовдыхаемым воздухом». Содержание отчета было очень похоже на опубликованное Пристли, за одним исключением: Лавуазье не ссылался на теорию флогистона, она ему была не нужна.

Он также не упомянул и о недавних экспериментах Пристли с оксидом, хотя его опыты были по сути такими же, потому что англичанин лично рассказал о них Лавуазье во время пребывания во Франции в октябре 1774 года. Лавуазье был крайне щепетилен в том, что касалось признания заслуг каждого ученого; тем удивительнее это его упущение. Из-за него некоторые ученые дошли до того, что поставили под сомнение авторство всех открытий Лавуазье, и споры об этом не утихали и после его смерти.

До открытия теории горения Лавуазье был призван на новую государственную службу. После смерти Людовика XV и восхождения на трон Людовика XVI в 1774 году физиократ Жак Тюрго (1727-1781) сменил на посту главы финансов аббата Терре. В результате многих лет растрат и плохого управления государственная казна была пуста. Одной из огромных статей расходов являлось оснащение армии боеприпасами. В теории государство гарантировало поставки компании, обладающей монополией на производство пороха, но в реальности плохие условия контракта не позволяли обеспечить французскую армию в достаточном количестве «национальным» порохом, который к тому же был очень посредственного качества. Поэтому государство было вынуждено покупать порох за границей по очень высоким ценам, тогда как французская компания продавала свою лучшую продукцию с аукциона, в том числе и врагам Франции. Эта неразбериха со снабжением порохом сыграла определенную роль в ужасном конце семилетней войны в 1763 году, в результате которой Франция лишилась почти всех своих американских колоний.

Причины проблем с производством пороха были многочисленны: цена была занижена, что делало продукцию нерентабельной с экономической точки зрения, но поскольку контракт с поставляющей компанией не предполагал санкций за неисполнение обязательств, то улучшать продукцию было незачем. Однако главная сложность заключалась в изготовлении одной составляющей — селитры (KNO3). С получением двух других — серы и угля — проблем не было. Французская армия оказалась заложником производителей селитры, которые, зная об этой ситуации, требовали чрезмерно высокую цену и не пересматривали ее в зависимости от размеров поставки.

Чтобы решить данную проблему, Тюрго создал Управление порохов и селитр, призванное следить за всем процессом, и поставил в его главе четырех руководителей, одним из которых был Лавуазье. Перед ними стояла трудная задача. Они сразу же были вынуждены потратить 4 миллиона ливров на выплату неустойки по разрыву контракта с компанией, отвечавшей до этого момента за поставки пороха. Перед руководителями стояло несколько задач: помимо улучшения качества и увеличения количества пороха, они должны были получить прибыль для министерства финансов благодаря монополии на производство и продажу. Дополнительная задача — избавить страну от зависимости от производителей селитры. За свой тяжелый труд руководители Управления получали зарплату 2400 ливров в год, плюс покрытие расходов. Работа Управления порохов и селитр была необыкновенно действенной, и меньше чем через два года половина суммы, выплаченной компании, ответственной ранее за производство пороха, была возмещена.

Однако нехватка селитры сохранялась, это вещество добывалось главным образом из навоза. Следуя примеру правительств других стран, Лавуазье распорядился провести исследования в шахтах и разработать меры для более действенного способа сбора навоза из хлевов. Академия наук назначила комиссию, призванную наблюдать за процессом на национальном уровне, и Лавуазье участвовал в ее работе. В данной области он также провел существенные улучшения, и Франция перестала испытывать нехватку пороха: наоборот, теперь его хватало с избытком.

В сентябре 1775 года отец Лавуазье умер от сердечного приступа в своем имении в Бурге. Ученый был крайне опечален этим событием и особенно тем, что не смог быть рядом с отцом в его последние дни. Позднее он писал, что потерял своего лучшего друга. Но Лавуазье не мог долго оплакивать отца, его звала работа.

Г равюра из книги Лавуазье «Элементарный курс химии», изображающая приборы для измерения газов. В центре — газометр.

Лаборатория в Арсенале, рисунок Марии Лавуазье. Антуан стоит спиной; Мария, сидящая за столом справа, записывает результаты опыта; один из помощников Лавуазье, возможно Арман Сеган, дует в трубку, чтобы собрать газ из легких.

Назначение на должность в Управление порохов и селитр повлекло за собой еще одно большое изменение в жизни Антуана: он переехал на свое рабочее место, в Арсенал, в одном из помещений которого оборудовал лабораторию и снабдил ее лучшими измерительными приборами, предназначенными для новой науки. Часть из них он разработал сам, все остальное было куплено на его личные деньги.

Выйдя замуж за Лавуазье, Мария Польз не отказалась от своей девичьей фамилии, что не так часто случается и в наши дни; став вдовой, она оставила себе фамилию Лавуазье, несмотря на то что снова вышла замуж — за Бенджамина Томпсона, графа де Румфорда. В своем первом браке Мария быстро поняла, что если она хочет видеть мужа, то должна искать его в лаборатории. Дни активного члена Генерального откупа и Академии наук были заполнены собраниями и написанием отчетов. Но существовали и священные часы: с 6.00 до 9.00 и с 19.00 до 22.00 Антуан работал в лаборатории. Мария решила присоединиться к нему и стала его верным ассистентом, будучи при этом еще и прекрасной хозяйкой дома, способной занять гостей разговором на английском языке, которым она бегло владела. Многие из них были приятно удивлены встрече с очаровательной женой Лавуазье, которая, к своим прочим достоинствам, хорошо разбиралась в таких неженских предметах, как теория флогистона. И это неудивительно: Мария перевела с английского «Очерк о флогистоне и о конституции кислот» Ричарда Кирвана, снабдив перевод собственными комментариями. Кроме того, она переводила многочисленные письма, которыми ее муж обменивался с ирландским ученым. Но без всяких сомнений, наибольшее восхищение у нее вызывал Бенджамин Франклин. Мария нарисовала его портрет, который очень понравился американцу. Когда англичане конфисковали у него этот портрет — Великобритания в то время вела войну с колониями, а Франклин имел вес в повстанческом правительстве, — американский ученый говорил, что почувствовал себя овдовевшим, лишившись столь дорогой компании. Художественные таланты Марии пошли еще дальше: она сыграла жрицу, приносящую флогистон в жертву на алтарь новой науке в комическом спектакле, придуманном Антуаном.