Азімов А. Коротка історія хімії. Розвиток ідей і уявлень

n1.doc (15 стор.)
Оригінал

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

Глава 4 Гази

Вуглекислий газ (діоксид вуглецю) і азот



Незрозумілі зміни ваги речовин при горінні, як з'ясувалося, пов'язані з появою або зникненням газів під час горіння. Хоча існування газів було встановлено дуже давно і ще за століття до Ван Гельмонта (див. гл. 1) почалося повільне накопичення знань про гази, навіть у часи Шталя хіміки, приймаючи сам факт існування газів, фактично не звертали на них ніякої уваги. Розмірковуючи над причинами зміни ваги речовин в процесі горіння, дослідники брали до уваги тільки тверді тіла і рідини. Зрозуміло, що зола легше дерева, так як при горінні дерева виділяються пари. Але що це за пари, ніхто з хіміків сказати не міг. Іржавий метал важче вихідного металу. Може бути, при корозії метал отримує щось з повітря? Відповіді не було.

Щоб відповісти на це та подібні питання, хіміки повинні були почати систематичне вивчення газів, повинні були навчитися працювати з настільки важко вловимими речовинами.

Важливий крок у цьому напрямку на початку XVIII ст. зробив англійський ботанік і хімік Стівен Гейлс (1677-1761). Він винайшов прилад для збирання газів над водою. Цей прилад відомий нам під назвою «пневматичної ванни». Пари, що утворюються в результаті хімічної реакції, Гейлс відводив через трубку в посудині водою, опущену вгору дном у ванну з водою. Бульбашки газу піднімалися у верхню частину посудини і витісняли звідти воду. Таким чином Гейлс збирав газ або гази, що утворюються в результаті реакції. Сам Гейлс не ідентифікована зібрані гази і не вивчав їх властивостей, проте сконструйований ним прилад для збирання газів зіграв важливу роль у розвитку пневматичної хімії.

Інший важливий крок був зроблений шотландським хіміком Джозефом Блеком (1728-1799). Дисертація, яка принесла йому ступінь магістра медицини в 1754 р., була пов'язана з хімічною проблемою і безпосередньо стосувалася властивостей газів, що виділяються при дії кислот на «м'які» (вуглекислі) лугу. (За часів Блека хімія та медицина були тісно взаємопов'язані.) Блек встановив, що вапняний мінерал (карбонат кальцію) при нагріванні розкладається з виділенням газу і утворює вапно (оксид кальцію). Виділяється газ можна було знову з'єднати з оксидом кальцію і знову отримати карбонат кальцію. Цей газ (діоксид вуглецю) був ідентичний відкритого Ван Гельмонтом «лісовому газу» (див. гл. 3), але Блек назвав його «пов'язаним повітрям», так як цей газ можна було пов'язати і знову отримати тверду субстанцію.

Відкриття Блека було важливим з ряду причин. По-перше, він показав, що вуглекислий газ може утворюватися при нагріванні мінералу подібно до того, як цей газ утворюється при горінні дерева. Таким чином була встановлена ​​очевидний взаємозв'язок між живою і неживою природою.

Крім того, Блек показав, що газоподібні речовини не тільки виділяються твердими тілами або рідинами, але можуть активно з ними з'єднуватися, вступати в хімічні реакції. Це відкриття зробило гази менш загадковими. Тепер на них стали дивитися як на звичайні речовини, дещо відрізняються за властивостями (принаймні хімічним) від більш знайомих твердих і рідких речовин.

Далі Блек показав, що якщо оксид кальцію залишити на повітрі, то він поволі перетворюється на карбонат кальцію. Виходячи з цього, Блек уклав (правильно!), що в атмосфері присутня невелика кількість вуглекислого газу. Це було перше чітку вказівку на те, що повітря не проста речовина і, отже, всупереч уявленням стародавніх греків він не є елементом у визначенні Бойля, а являє собою суміш принаймні двох різних речовин: звичайного повітря і вуглекислого газу. Вивчаючи вплив нагрівання на прикладі карбонату кальцію, Блек встановив, як змінюється вага речовини при нагріванні. Він також визначив, яка кількість карбонату кальцію нейтралізує задану кількість кислоти. Таким чином, Блек вивчав хімічні реакції, використовуючи метод кількісного виміру. Цей метод був розвинений і вдосконалений Лавуазьє [28].

Вивчаючи властивості вуглекислого газу, Блек виявив, що свічка в ньому не горить. Свічка, що горить в закритій посудині з звичайним повітрям, зрештою гасне, і залишився повітря вже не підтримує горіння. Таке явище, звичайно ж, не здавалося безпричинним, оскільки було відомо, що при горінні свічки утворюється вуглекислий газ. Але коли Блек абсорбував вуглекислий газ, залишився повітря, який свідомо не був вуглекислим газом, горіння не підтримував.

Блек запропонував вивчити цю проблему одному зі своїх учнів - шотландському хіміку Даніелю Резерфорду (1749-1819). Резерфорд поставив наступний досвід: він тримав миша в обмеженому обсязі повітря до тих пір, поки вона не загинула. Потім в залишився повітрі він тримав палаючу свічку, поки вона не гасла. У що залишився після всього цього повітря він помістив палаючий фосфор, який горів там дуже недовго. Далі Резерфорд пропустив повітря через розчин, здатний абсорбувати вуглекислий газ. У що залишився в результаті повітрі свічка не горіла, а миша гинула.

Резерфорд повідомив про цей досвід в 1772 р. Оскільки і Резерфорд, і Блек були переконаними прихильниками теорії флогістону, то, пояснюючи результати проведених ними дослідів, вони користувалися уявленнями цієї теорії. Поки миші дихали і поки свічки і фосфор горіли, флогістон виділявся і надходив у повітря разом з утворюється вуглекислим газом. Повітря, з якого видалили вуглекислий газ, містив так багато флогістону, що був як би «просочений» ім. Це повітря більше прийняти флогістону вже не міг, і тому ні свічка, ні фосфор у ньому не горіли.

У зв'язку з цим Резерфорд назвав виділений їм газ «флогістрованого повітрям». Сьогодні ми називаємо його азотом.

Водень і кисень



Одночасно з Блеком і Резерфордом успіхів у вивченні газів домоглися два інших англійських хіміка - Кавендіш і Прістлі, також належали до числа прихильників флогістонної теорії.

Генрі Кавендіш (1731-1810) був багатим диваком, який займався дослідженнями в самих різних областях. Замкнуте по натурі, він не завжди публікував результати проведених ним робіт. На щастя, результати своїх робіт з газами він все ж опублікував.

Кавендіша (можливо, під впливом Дж. Блека) особливо зацікавив газ, що утворюється при взаємодії кислот з деякими металами. Раніше цей газ був виділений Бойлем і Гейлс, а можливо, й іншими дослідниками, але Кавендіш першим в 1766 р. провів систематичне вивчення його властивостей, тому йому зазвичай і приписується честь відкриття цього газу, що отримав назву водень.

Кавендіш першим встановив вагу певних об'ємів різних газів і в результаті зумів встановити щільність кожного з них. Він виявив, що водень надзвичайно легкий і що його щільність становить лише 1/14 щільності повітря. (І в даний час це найлегший з відомих нам газів.) Як з'ясувалося, водень має ще однією незвичайною властивістю: на відміну від вуглекислого газу і власне повітря він легко запалюється, і Кавендіш не виключав ймовірності того, що він отримав сам флогістон.

Другим хіміком, що добився успіхів у вивченні газів, був Джозеф Прістлі (1733-1804) - протестантський священик, глибоко захоплений хімією. В кінці 60-х років XVIII ст. він прийняв пасторство у Лідсі (Англія). Поруч з Лідсом знаходилася броварня, звідки Прістлі міг отримувати вуглекислий газ в кількостях, достатніх для проведення дослідів (вуглекислий газ; утворюється при бродінні пивного сусла).

Збираючи вуглекислий газ над водою, Прістлі виявив, що частина газу розчиняється у воді і надає їй приємний терпкий присмак. По суті справи Прістлі отримав напій типу зельтерської або содової води. Оскільки для отримання «ситро» необхідно додати тільки цукор і ароматизувати напій, Прістлі можна вважати батьком сучасної індустрії безалкогольних напоїв.

На початку 70-х років XVIII ст., Коли Прістлі знову зайнявся вивченням газів, хіміки чітко розрізняли тільки три газу - власне повітря, вуглекислий газ Ван Гельмонта і Блека і водень. Кавендіша; Резерфорд був близький до відкриття четвертого газу - азоту. Прістлі супроводжувала удача: він виділив і вивчив ще ряд. газів.

Досліди Прістлі з вуглекислим газом показали, що гази можуть розчинятися у воді і, отже «губитися», тому він спробував збирати гази не над водою, а над ртуттю. Таким чином, Прістлі зумів зібрати і вивчити такі гази, як оксид азоту (I), аміак, хлорид водню і діоксид сірки (ми даємо сучасні назви газів). Всі ці гази настільки добре розчиняються у воді, що, проходячи через неї, повністю поглинаються.

У 1774 р. Прістлі зробив, можливо, найважливіше своє відкриття. Як вже говорилося вище, він збирав гази над ртуттю. При нагріванні на повітрі ртуть утворює цегляно-червону «окалину» - (оксид ртуті). Прістлі клав трохи окалини у пробірку і нагрівав її, фокусуючи на ній за допомогою лінзи сонячні промені. Окалина при цьому знову перетворювалася на ртуть, і у верхній частині пробірки з'являлися блискучі кульки металу. При розкладанні окалини виділявся газ з досить незвичайними властивостями. Горючі речовини горіли в цьому газі швидше і яскравіше, ніж на повітрі. Тліюча скіпа, кинута в посудину з цим газом, спалахувала яскравим полум'ям.

Прістлі намагався пояснити це явище, використовуючи теорію флогістону. Оскільки горючі речовини горіли в цьому газі вельми яскраво, то вони повинні були дуже легко виділяти флогістон. Чим пояснити це? Як випливає з теорії флогістону, повітря легко поглинає флогістон, але до певної межі, після чого горіння припиняється. У відкритому Прістлі газі горіння йшло краще, ніж у повітрі, і він вирішив, що цей газ зовсім не містить флогістону. Прістлі назвав відкритий їм газ «дефлогістрованим» повітрям ». (Однак через кілька років його перейменували в кисень; цією назвою ми користуємося і сьогодні.)

«Дефлогістрованим повітря» Прістлі здавався свого роду антиподом «флогістрованого повітря» Резерфорда. В останньому газі миші вмирали, тоді як у першому були вельми діяльними. Прістлі сам спробував подихати «дефлогістрованим повітрям» і відчув при цьому себе «легко і вільно».

Однак у відкритті кисню і Резерфорда і Прістлі випередив шведський хімік Карл Вільгельм Шеєле (1742-1786) - представник тієї плеяди хіміків, які вивели Швецію у XVIII ст. на передові позиції науки.

Приблизно в 1735 р. шведський хімік Георг Брандт (1694-1768) почав вивчати блакитнуватий мінерал, що нагадував мідну руду. Незважаючи на таку подібність, отримати з цього мінералу мідь при звичайній обробці не вдавалося. Рудокопи вважали, що ця руда зачарована земними духами «кобольдами». У 1742-1744 рр.. Брандт зумів показати, що блакитнуватий мінерал містить не мідь, а зовсім інший метал, що нагадує за своїми хімічними властивостями залізо. Цей метал отримав назву кобальт.

У 1751 р. Аксель Фредрік Кронстедт (1722-1765) відкрив новий метал нікель, дуже схожий на кобальт; Йоганн Готліб Ган (1745-1818) виділив у 1774 р. марганець, а Петер Якоб Гьельм (1746-1813) отримав у 1782 р . молібден.


Рис. 6. Паяльна трубка, введена в лабораторну практику шведським хіміком Кронстедт (1722-1765), понад століття була ключовим інструментом хімічного аналізу; цей метод використовується до цих пір. Струмінь повітря підвищує температуру полум'я і може міняти його напрямок.
Кронстедт при вивченні мінералів вперше застосував паяльну трубку (рис. 6). Це була довга поступово звужується трубка, з вузького кінця якої виходила струмінь стисненого повітря. Коли таку струмінь направляли в полум'я, температура його підвищувалася. Мінерали, що нагріваються в полум'ї паяльної трубки, фарбували його в різні кольори, тому за кольором полум'я можна було судити про природу та склад мінералу, про природу пари, що утворилася і твердого залишку. Протягом століття паяльна трубка залишалася основним інструментом хімічного аналізу.

Завдяки використанню нових технічних прийомів, подібних аналізу в полум'ї паяльної трубки, хімікам вдалося накопичити досить багато даних про мінерали. Виходячи з цих даних,. Кронстедт цілком справедливо вважав, що мінерали слід класифікувати не тільки у відповідності з їх зовнішнім виглядом, але й у відповідності з їх хімічною структурою. У 1758 р. він випустив книгу «Система мінералогії», в якій детально описав. нову систему класифікації.

Ця робота була продовжена іншим шведським мінералогом Торберном Улафом Бергманом (1735-1784). Бергман розвинув теорію, що пояснює, чому одна речовина реагує з іншою речовиною, але не реагує з третім. Він же припустив, що між речовинами існує «спорідненість» (affinities), і склав ретельно вивірені таблиці різних величин спорідненості. Ці таблиці користувалися широкою популярністю за життя їх творця і пережили його на кілька десятиліть.

Шеєле, ще будучи помічником аптекаря, звернув на себе увагу Бергмана, який допомагав йому і підтримував його. Шеєле відкрив ряд кислот рослинного і тваринного походження, у тому числі винну, лимонну, бензойну, яблучну, щавлеву, галловую, молочну, сечову, а також такі мінеральні кислоти, як молибденовая і арсенові.

Шеєле отримав і вивчив три сильно отруйних газу: фторид водню, сульфід водню і ціанід водню. (Припускають, що його рання смерть стала результатом повільного отруєння хімікаліями, так як він мав звичай пробувати на смак ті речовини, з якими працював.)

Шеєле був у числі тих хіміків, дослідження яких призвели до відкриття багатьох елементів, і користувався великою повагою шведських колег. Найбільш важливі його відкриття - отримання кисню та азоту (відповідно в 1771 і 1772 рр..). Шеєле отримував кисень, нагріваючи речовини, неміцно його утримують. Зокрема, він нагрівав той самий червоний оксид ртуті, яким кілька років по тому скористався Прістлі.

Шеєле детально описав свої досліди з отримання і настільки ж докладно описав властивості «вогняного повітря» (так він називав кисень), але через недбалість його видавця ці описи непоявлялісь у пресі до 1777 р. До цього часу вийшли праці Резерфорда і Прістлі, які і завоювали честь першовідкривачів.

Тріумф вимірювання



До кінця XVIII в. був накопичений великий експериментальний матеріал, який необхідно було систематизувати в рамках єдиної теорії. Творцем такої теорії став французький хімік Антуан-Лоран Лавуазьє (1743-1794). З самого початку своєї діяльності на терені хімії Лавуазьє зрозумів важливість точного вимірювання. Його перша значна робота (1764 р.) була присвячена вивченню складу мінерального гіпсу. Нагріваючи цей мінерал, Лавуазьє видаляв з нього воду і визначав кількість отриманої таким чином води. Лавуазьє прийняв сторону тих хіміків, які, подібно Блеку і Кавендішу, застосовували вимір при вивченні хімічних реакцій. Однак Лавуазьє використовував більш систематичний підхід, що дозволило йому довести неспроможність старих теорій, вже не лише марних, але й заважали розвитку хімії.

Навіть в 1770 р. ряд вчених дотримувалися старого визначення елементів і стверджували, що трансмутація можлива, оскільки воду, наприклад, при тривалому нагріванні можна перетворити на землю. Припущення про можливість перетворення води в землю вважалося справедливим (спочатку навіть самим Лавуазьє), так як при тривалому нагріванні води (протягом декількох днів) в скляній посудині утворювався твердий осад.

Лавуазьє вирішив перевірити можливість перетворення води експериментальним шляхом. З цією метою він протягом 101 дня кип'ятив воду в посудині, в якому водяна пара конденсировался і повертався назад в колбу, так що можливість будь-якої втрати речовини в процесі досвіду була виключена. І, зрозуміло, Лавуазьє не забував про точність експерименту. Він зважував і посудину і воду до і після нагрівання.

Осад при цьому дійсно з'явився, але вага води не змінився. Отже, вода не могла утворити осад. Однак вага самої судини, як з'ясувалося, зменшився якраз на стільки, скільки важив осад. Іншими словами, осад з'явився не в результаті перетворення води в землю, а в результаті повільного роз'їдання скляних стінок посудини гарячою водою. Осад утворювало вилуженими скло, осідає у вигляді твердих пластинок. Цей приклад наочно показує, що просте спостереження може призвести до помилкових висновків, тоді як кількісний вимір дозволяє встановити істинні причини явища.

Питання про те, що таке процес горіння, цікавило всіх хіміків XVIII в., І Лавуазьє також не міг не зацікавитися ним. У 60-х роках XVIII ст. він отримав золоту медаль за дослідження, присвячене поліпшенню способів вуличного освітлення. У 1772 р. Лавуазьє в складчину з іншими хіміками придбав алмаз. Він помістив цей алмаз в закритий посудину і нагрівав до тих пір, поки алмаз не зник. При цьому утворився вуглекислий газ. Таким чином було переконливо доведено, що алмаз складається з вуглецю і, отже, алмаз ближче всіх інших речовин до вугілля.

Продовжуючи свої досліди, Лавуазьє нагрівав в закритих посудинах з обмеженим обсягом повітря такі метали, як олово і свинець. Спочатку на поверхні обох металів утворювався шар окалини, але в певний момент іржавіння припинялося. Прихильники теорії флогістону сказали б, що повітря поглинув з металу весь міститься в ньому флогістон. У той час вже достеменно було відомо, що окалина важить більше, ніж сам метал, а проте, коли після нагрівання Лавуазьє зважив судину разом з усім вмістом (металом, окалиною, повітрям і ін), виявилося, що він важить рівно стільки ж, скільки і до нагрівання.

З цих даних випливало, що, якщо частково перетворившись на окалину, метал збільшив свою вагу, то щось ще з міститься в посудині втратило еквівалентну кількість ваги. Це «щось ще» могло бути і повітрям. Однак у цьому випадку в посудині повинен був утворитися вакуум. Дійсно, коли Лавуазьє відкрив посудину, туди ринув повітря, і вага судини і його вмісту збільшився.

Таким чином Лавуазьє показав, що метал перетворюється на окалину не в результаті втрати містичного флогістону, а внаслідок приєднання порції самого звичайного повітря.

Це відкриття дозволило висунути нову теорію утворення металів і руд. Відповідно до цієї теорії, в руді метал з'єднаний з газом. Коли руду нагрівають на деревному вугіллі, вугілля адсорбує газ з руди; при цьому утворюються вуглекислий газ і вільний метал.

Таким чином, на відміну від Шталя, який вважав, що плавка металу включає перехід флогістону з деревного вугілля в руду, Лавуазьє уявляв собі цей процес як перехід газу з руди у вугілля. Однак чи мало сенс тлумачення Лавуазьє віддати перевагу тлумаченню Шталя? Так, мало, оскільки припущення Лавуазьє про перехід газу дозволяло пояснити причини зміни ваги речовин в результаті горіння.

Окалина важче металу, з якого вона утворилася, рівно на стільки, скільки важить з'єдналися з металом кількість повітря. Горіння дерева також супроводжується приєднанням повітря, але збільшення ваги в цьому випадку не спостерігається, так як утворилося нова речовина - вуглекислий газ випаровується в атмосферу. Залишилося зола легше згорілого дерева. Якби горіння дерева проходило в закритому посудині і утворюються при цьому гази залишалися б у посудині, тоді можна було б показати, що вага золи плюс вага утворилися газів плюс вага того, що залишилося від повітря, дорівнює початкового вазі дерева і повітря.

Обдумуючи результати проведених ним дослідів, Лавуазьє прийшов до думки, що якщо враховувати всі речовини, що беруть участь в хімічній реакції, і всі утворюються продукти, то зміни у вазі ніколи спостерігатися не буде (Говорячи більш точним мовою фізиків, не відбудеться зміни маси.) [29 ] Іншими словами, Лавуазьє прийшов до висновку, що маса ніколи не створюється і не знищується, а лише переходить від однієї речовини до іншого. Це положення, відоме як закон збереження маси, стало наріжним каменем хімії XIX в. [30]

Успіхи, досягнуті Лавуазьє завдяки використанню методу кількісних вимірів, були настільки великі й очевидні, що цей метод був беззастережно прийнятий всіма хіміками. [31]

Горіння



Однак сам Лавуазьє не була цілком задоволений отриманими результатами. При з'єднанні повітря з металом утворювалася окалина, а при з'єднанні з деревом - гази. Але чому в такій взаємодії брав участь не весь повітря, а тільки приблизно п'ята частина його?

У жовтні 1774 Париж відвідав Прістлі і розповів Лавуазьє про своє відкриття «дефлогістованого повітря». Лавуазьє відразу ж оцінив значення цього відкриття. У 1775 р. він виступив з доповіддю в Академії наук, а незабаром підготував і статтю, в якій стверджував, що повітря є не простою речовиною, а сумішшю двох газів. Одну п'яту повітря, на думку Лавуазьє, складає «дефлогістованим повітря» Прістлі (Лавуазьє, на жаль, оскаржував у Прістлі честь відкриття кисню). І саме ця частина повітря сполучається з або ржавіючим предметами, переходить з руд в деревне вугілля і необхідна для життя.

Лавуазьє назвав цей газ киснем, тобто породжує кислоти, так як вважав, що кисень - необхідний компонент всіх кислот. У цьому, як надалі з'ясувалося, він помилявся.


Рис. 7. Схеми дослідів, проведених Лавуазьє, показані в його книзі «Елементарний курс хімії» (малюнки зроблені дружиною Лавуазьє).
Другий газ, що становить чотири п'ятих повітря («флогістрованого повітря» Резерфорда), був визнаний абсолютно самостійним речовиною. Цей газ не підтримував горіння, миші в ньому гинули. Лавуазьє назвав його азотом - неживим. Пізніше азот був перейменований в нітроген [32], що в перекладі з латинської означає селітрообразующій, оскільки з'ясувалося, що азот є складовою частиною поширеного мінералу селітри.

Лавуазьє був переконаний (і, треба сказати, абсолютно справедливо), що життя підтримується процесом, подібним з процесом горіння: бо ми вдихаємо повітря, багате киснем і бідний вуглекислим газом, а видихаємо повітря, бідний киснем і значно збагачений вуглекислим газом. Він і його колега П'єр Сімон де Лаплас (1749-1827), згодом відомий астроном, спробували виміряти кількість вдихуваного тваринам кисню і видихуваного ними вуглекислого газу. Результати виявилися спантеличують - частина вдихуваного кисню не перетворилася в видихається вуглекислий газ.

Як ми зазначали вище, в 1783 р. Кавендіш все ще вивчав «горючий газ». Він спалював частина певного обсягу цього газу і ретельно вивчав утворюються при цьому продукти. Кавендіш з'ясував, що утворюються при горінні гази конденсуються в рідину, яка, як показали аналізи, є всього-навсього водою.

Важливість цього відкриття важко було переоцінити. Теорії елементів-стихій був нанесений ще один важкий удар, оскільки з'ясувалося, що вода не проста речовина, а продукт, що утворюється при з'єднанні двох газів.

Лавуазьє, дізнавшись про цей досвід, назвав газ Кавендіша воднем («утворюючим воду») і зазначив, що водень горить, з'єднуючись з киснем, і, отже, вода є з'єднанням водню і кисню. Лавуазьє також вважав, що харчова субстанція і жива тканина являють собою безліч різних сполук вуглецю і водню, тому при вдиханні повітря кисень витрачається на освіту не тільки вуглекислого газу з вуглецю, але і води з водню. Таким чином Лавуазьє пояснив, куди витрачається та частина кисню, яку він ніяк не міг врахувати у своїх перших дослідах з вивчення дихання [33].

Нові теорії Лавуазьє спричинили за собою повну раціоналізацію хімії. Було покінчено з усіма таємничими «елементами». З того часу хіміки стали цікавитися тільки тими речовинами, які можна зважити або виміряти яким іншим способом.

Заклавши таким чином фундамент хімічної науки, Лавуазьє вирішив зайнятися надбудовою. Протягом 80-х років XVIII ст. Лавуазьє у співпраці з трьома іншими французькими хіміками - Луї Бернаром Гітоном де Морво (1737-1816), Клодом Луї Бертолле (1748-1822) і Антуаном Франсуа де Фуркруа (1755-1809) - розробив логічну систему хімічної номенклатури. Ця праця був опублікований в 1787 р.

Хімія перестала бути мішаниною назв часів алхімії (див. гл. 2), коли кожен хімік, використовуючи власну систему, міг поставити в глухий кут колег. Була розроблена система, заснована на логічних принципах. За назвами сполук, запропонованих цієї номенклатурою, можна було визначити ті елементи, з яких воно складається. Наприклад, оксид кальцію складається з кальцію і кисню, хлорид натрію - з натрію і хлору, сульфід водню - з водню і сірки і т. д. Чітка система приставок і суфіксів була розроблена таким чином, що стало можливим судити про співвідношення входять до складу речовин елементів. Так, вуглекислий газ (діоксид вуглецю) багатшими киснем, ніж чадний газ (монооксид вуглецю). У той же час хлорат калію містить більше кисню, ніж хлорит калію, в перхлораті калію вміст кисню ще вище, тоді як хлорид калію зовсім не містить кисню.

У 1789 р. Лавуазьє опублікував книгу «Елементарний курс хімії» («Traité élémentaire de chimie»), в якій, грунтуючись на нових теоріях і використовуючи розроблену ним номенклатуру, систематизував накопичені до того часу знання в області хімії. Це був перший підручник з хімії в сучасному розумінні. У ньому містився, зокрема, перелік всіх відомих на той час елементів або, вірніше, всіх речовин, які Лавуазьє, керуючись визначенням Бойля, вважав елементами, тобто речовинами, які не можна розділити на більш прості речовини (рис. 8). Лавуазьє привів 33 елемента і, до його честі, тільки в двох випадках допустив безсумнівні помилки. Це стосувалося «світла» і «теплорода» (тепла), які, як стало очевидно через кілька десятиліть, являють собою зовсім не матеріальні субстанції, а форми енергії.


Рис. 8. Список елементів, складений Лавуазьє і опублікований в «Елементарні курсі хімії».
Серед наведених ним елементів були золото і мідь, відомі ще з давнини, а також кисень і молібден, відкриті всього лише за кілька років до публікації книги Лавуазьє. Вісім з перерахованих речовин (наприклад, вапно та магнезія) недовго вважалися елементами, оскільки незабаром після смерті Лавуазьє їх вдалося розкласти на простіші речовини. Проте щоразу кожне з цих простих речовин визначалося як новий елемент.

Прихильники теорії флогістону, а серед них був і Прістлі, намагалися довести неспроможність поглядів Лавуазьє (поглядів, яких дотримуються і сьогодні), але більшість хіміків сприйняли їх з ентузіазмом. Серед прихильників Лавуазьє був і шведський хімік Бергман. У Німеччині одним з перших прихильників Лавуазьє став Мартін Генріх Клапрот (1743-1817). Серед німецьких вчених вважалося дуже патріотичним дотримуватися теорії флогістону, оскільки автор теорії Шталь був німцем. Тому виступ Клапрота на підтримку теорії Лавуазьє справило сильне враження. Пізніше Клапрот вніс свій внесок у відкриття елементів: в 1789 р. він відкрив уран і цирконій.

У 1789 р. почалася французька революція. На жаль, Лавуазьє був пов'язаний з податковим відомством, яке народ вважав порочним інструментом ненависної монархії. Були страчені всі функціонери цього відомства, яких вдалося схопити. Одним з них був Лавуазьє [34].

Навчальний матеріал
© cozap.com.ua
При копіюванні вкажіть посилання.
звернутися до адміністрації