Революция в воздухе. Лавуазье. Современная химия

Муньос Паес Адела

I. Ступа, решето, напильник.

II. Раструб, реторта, система фильтрации, котел.

III. Устройство для нагрева и дистилляции.

IV. Приборы для образования и разложения оксида ртути.

V. Дистиллятор и змеевик.

VI. Ледяной калориметр.

VII. Устройство, использовавшееся для разложения и получения воды.

VIII. Газометр с весами.

IX-X. Устройство

для изучения брожения вина. XI—XII. Устройство со змеевиком и газометром. XIII. Печи и песочные ванны.

Так впервые был сформулирован закон сохранения массы применительно к химической реакции. Хотя похожий закон был уже сформулирован в Древней Греции Анаксагором (V век до н.э.), он не основывался на результатах опыта. Кроме того, тот же закон подразумевался в результатах, полученных Кавендишем и Блэком, но ни один из них не сформулировал его.

Из принципа, ставшего очевидным благодаря Лавуазье, возникла и идея химического уравнения:

«Я могу рассматривать вещества для брожения и результат, полученный после брожения, в виде алгебраического равенства; посчитав последовательно каждый из незнакомых элементов этого уравнения, я могу получить значение каждого и откорректировать также опыт счетом, а счет — опытом».

После более 20 лет опытов и размышлений Лавуазье достиг цели, которую поставил себе еще во время учебы в колледже Мазарини: снабдить науку, проводившую с помощью профессора Руэля завораживающие опыты, логикой и математической точностью, которой учил профессор Лакайль. Итак, химия перестала быть суеверием и стала наукой. Хотя закон сохранения массы придал ей научный характер, некоторые полагают, что самой значимой частью «Элементарного курса химии» является список химических элементов. Лавуазье определил их как простые вещества, принадлежащие ко всем природным царствам, которые можно рассматривать как элементы тел. Этот список был короче, чем список в «Методе химической номенклатуры», который содержал множество органических радикалов, образованных, по мнению Лавуазье, из углерода и водорода. В списке были перечислены все известные в то время элементы, но не было ни одного соединения, что свидетельствует о проницательности автора. Однако особо привлекают внимание два элемента, прежде всего потому что они стоят первыми: свет и тепло, которым Лавуазье приписал массу. В остальном списке поражают устаревшие названия многих элементов, которые доказывают еще существовавшую близость между химией и алхимией.

Все молодые химики применяют теорию, из этого я делаю вывод, что революция в химии произошла, и ее список достижений только начинается.

Антуан де Лавуазье

Как и в других областях, слова Лавуазье о соде и поташе (он имел в виду NaOH и КОН) были пророческими: действительно, речь шла о соединениях. В самом начале следующего века англичанин Гемфри Дэви (1778-1829), который открыл для себя химию благодаря «Элементарному курсу химии» и участвовал в учреждении Королевского института, разложил посредством электролиза две щелочи и получил два элемента: натрий и калий. Британский ученый также выделил магний, барий, стронций, кальций, бор и хлор. Таким образом, «Элементарный курс осимиш Лавуазье заложил основы современной химии — дисциплины, о которой десятью годами раньше Блэк говорил, что она еще не доросла до ранга науки.

Список химических элементов, опубликованный в первом издании «Элементарного курса химии».

Скульптура Лавуазье, произведение Жана-Леонара Майлье, середина XIX века.

Гравюра 1874 года, на которой Лавуазье демонстрирует открытие кислорода. На втором плане можно видеть

его калориметр. Из книги Луи Фигье «Жизнь блестящих ученых XVIII века·.

ДЕСЯТИЧНАЯ МЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Хотя англичане и обходятся без этой системы, всем остальным трудно представить жизнь без рациональной, логичной, ясной и универсальной системы измерений. Но было время, когда десятичной системы не существовало. Лавуазье осознал глубину этого недостатка и понял, что его необходимо, наконец, исправить. В конце XVIII века Франция, равно как и другие европейские страны, должна была столкнуться с проблемами, вытекающими из различий систем мер и весов, и Лавуазье много раз бил тревогу по этому поводу во многих своих выступлениях начиная с 1785 года. Хотя в последние годы монархии никаких шагов для решения данного вопроса предпринято не было, в мае 1790 года Национальное учредительное собрание по предложению Шарля Мориса де Таллейрана-Перигора выпустило декрет, в котором официально поручало Академии наук разработать систему мер и весов, пригодную в качестве универсального эквивалента. Академия создала Комиссию мер и весов, и ее первый вывод заключался в том, что единица длины должна быть определена через земной меридиан. Было упразднено определение через длину маятника, которое до тех пор использовалось, потому что амплитуда качания варьировалась в зависимости от широты. В качестве единицы был предложен метр, десятимиллионная часть расстояния от Северного полюса до экватора, измеренного по Парижскому меридиану. Из этой единицы длины появилась единица объема, а из единицы объема — единица массы. Лавуазье работал над граммом, который был весом чистой воды, содержавшейся в кубе с ребром, равным сотой части метра.

Позднее, как происходило во всех комиссиях, в которые входил Лавуазье, он стал ее секретарем и казначеем — это был довольно ответственный пост, если учесть, что бюджет Комиссии составлял 300000 ливров. Помимо прочего, Комиссия должна была взять на себя расходы по путешествиям, осуществленным с целью измерения земного меридиана. Но поскольку Революция изменила жизнь во Франции, Комиссии становилось все труднее продолжать исследования; деньги не поступали, зарплаты не выплачивались, расходы не возмещались,

Лавуазье проводил большую часть времени, составляя жалобы.

Несмотря на это к концу 1792 года оставалось только разработать эталоны, которые предстояло разослать во все страны и научные сообщества для дальнейшего применения.

Члены Комиссии получили поздравления от президента Академии наук, который вызвался представить отчет об их исследованиях в Национальный Конвент. И хотя последний благосклонно принял результаты исследований, тучи над Академией сгущались: все чаще раздавались голоса, требовавшие ее расформирования, поскольку она рассматривалась как остаток старого режима. Лавуазье бросил все силы на защиту учреждения, он писал отчеты и письма, представлявшие собой смесь из эрудиции, ясно выстроенных рассуждений, учтивости, свойственных ему, но также и достаточной самонадеянности. Это было равноценно самоубийству, так как участь Академии была предрешена; защищая ее столь страстно, Лавуазье тем самым подписал себе смертный приговор.

Никогда еще ничего столь же великого и простого, последовательного во всех частях, не вышло из рук человека [как десятичная метрическая система].

Антуан де Лавуазье

Несмотря на сложную ситуацию, Лавуазье продолжал делать измерения, необходимые для завершения работы Комиссии; точнее, ученый сконцентрировал свое внимание на измерениях, имевших отношение к плотности чистой воды. Данные исследования стали последними в его жизни. Согласно легенде, он попросил отсрочки исполнения смертного приговора, чтобы закончить свою работу для Комиссии. На это председатель суда якобы ответил: «Революция не нуждается в ученых».

Лавуазье не мог молить о милосердии, а Жан-Батист Кофиналь, который председательствовал в суде в тот день, не знал, с кем имеет дело. Эта фраза прозвучала в первый раз во время поминальной речи, которую Фуркруа, разрабатывавший с Лавуазье новую химическую номенклатуру, произнес спустя год после смерти своего «друга». Фуркруа стремился говорить в унисон с благоприятствующей Лавуазье критикой, однако в свое время он и пальцем не пошевелил, чтобы спасти его.

ИЗУЧЕНИЕ ДЫХАНИЯ