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

Как уже говорилось, в 1769 г. Шееле открыл винную кислоту — одну из первых органических кислот [30] . Незадолго до Шееле Маргграф получил кальциевую соль винной кислоты из винного камня. Шееле разложил эту соль серной кислотой и выделил виннокаменную кислоту.

Далее, Шееле предположил, что многие растительные соки содержат различные кислоты в связанном состоянии. Обрабатывая эти соки известью и разлагая кальциевые соли органических кислот минеральными кислотами, он получил следующие кислоты: лимонную (1784 г.), яблочную (1785 г.), галловую (1786 г.). Действием азотной кислоты на сахар он еще в 1776 г. получил кислоту, которая была исследована Бергманом и названа им «сахарной» кислотой. Впоследствии (1784 г.) Шееле установил, что эта кислота и полученная И. Виглебом (1732–1800) из кислицы и щавеля «щавелевая кислота» — одно и то же вещество и что кислая калийная соль этой кислоты содержится во многих растениях.

30

В начале XVII в. были открыты бензойная и янтарная кислоты.

Действуя на оливковое масло окисью свинца, Шееле получил (1783 г.) своеобразную вязкую жидкость сладкого вкуса. Эту жидкость он назвал «сладким маслом», а впоследствии она получила название «глицерин». Вначале Шееле думал, что глицерин можно превратить в сахар, но действием азотной кислоты на нее получил лишь щавелевую кислоту.

В 1782 г. Шееле опубликовал статью «Исследования и заметки об эфире». В ней описываются различные способы получения серного эфира и дается его определение: «Под эфиром в химии понимают очень летучее, проникающее, бесцветное с ароматическим запахом масло, не растворимое в воде».

Следует сказать, что еще в 1770 г. Шееле описал сложные азотнокислый и солянокислый этиловые эфиры, несколько позднее — уксусный и бензойный эфиры (1781–1782), а также и другие сложные эфиры. Выполняя все эти исследования, Шееле не чуждался и чисто практических вопросов. Так он указал на способ длительного хранения уксуса (1782 г.).

Одной из крупных работ Шееле было исследование об «окрашивающей материи берлинской лазури» (1782 г.). Еще раньше вместе с Ретциусом Шееле установил, что для образования берлинской лазури необходимо железо. Теперь он пришел к выводу, что окрашивающее вещество берлинской лазури состоит из некоторого рода кислоты и что это окрашивающее вещество дает с растительной щелочью (поташом) кристаллическую соль. В том же году Шееле, действуя на кровяную щелочь (желтую кровяную соль) серной кислотой, получил «летучую кислоту берлинской лазури», которую позднее кратко назвал «синильной кислотой». Из способа получения этой кислоты он пришел к заключению, что она составлена из летучей щелочной соли (аммиака), «воздушной кислоты» (углекислого газа) и флогистона (водорода).

Еще ранее Шееле объяснил природу «ледяного масла», или «философской соли» Василия Валентина. Это масло оказалось серным ангидридом. В 1777 г. Шееле получил и исследовал также сероводород и другие сернистые соединения.

Шееле первым указал, что железо, медь и ртуть могут быть окислены в различной степени. Он доказал также, что между молибденовым блеском и графитом, которые принимались за один и тот же минерал, имеется глубокое различие. Исследование Шееле, посвященное составу так называемого тунгстена (СаWO₄), привело его к заключению, что это соединение извести с особой кислотой. В честь Шееле минерал тунгстен был назван «шеелитом». Из других многочисленных исследований Шееле укажем на его работу с флюоритом (фторид кальция), из которого действием серной кислоты он получил (1768 г.) газ, хорошо растворимый в воде. Исследуя полученный раствор (фтористого водорода), он обнаружил в нем кремневую кислоту. В дальнейшем он установил, что кремневая кислота попала в раствор из стекла реторты и, таким образом, чистый фтористый водород не содержит кремневой кислоты (1786 г.).

Замечательное исследование было выполнено Шееле с двуокисью марганца (черная магнезия). Действием соляной кислоты на это вещество Шееле получил желто-зеленый газ, который он определил как «дефлогистированную соляную кислоту». Позднее (1810 г.) этот газ, по предложению Дэви, стали называть хлором.

«Черная магнезия» была подвергнута Шееле специальному исследованию. В то время это вещество смешивали не только с магниевыми соединениями, но и с другими веществами, например магнитным железняком, и подозревали в нем присутствие железа. Шееле установил, что в «черной магнезии» содержится особое, неизвестное металлическое тело. Бергман предложил назвать это тело «магнезиум», как полученное из «черной магнезии». Впоследствии Дэви (1808 г.) предложил назвать этот металл «марганцем».

Упомянем также о работах Шееле по исследованию фосфора. Еще в 1768 г. он заинтересовался «фосфором Балдуина».

В дальнейшем, исследуя золу, полученную при сжигании оленьего рога (фармацевтический препарат того времени), Шееле установил, что в ней содержится обычная известковая земля и некоторая неизвестная субстанция. Эта «неизвестная субстанция» была изучена Шееле, совместно с И. Г. Ганом, причем было установлено, что это фосфорная кислота. В результате этого открытия в 1774 г. Шееле в сотрудничестве с Ганом и другими разработал способ получения фосфора из золы рога животных, а также из костей. Новый способ вытеснил старый способ получения фосфора из мочи. Не будем останавливаться на других многочисленных химических исследованиях Шееле и вернемся лишь к его книге «Химический трактат о воздухе и огне» (1777 г.), получившей особенно важное историко-химическое значение. Эта книга в значительной степени посвящена проблемам пневматической химии. В ней прежде всего описывается опыт, поставленный Шееле для решения вопроса о возможности «превращения воды в землю» при длительном кипячении. Как будет видно, тот же опыт поставил почти одновременно с Шееле и Лавуазье. Оба исследователя, независимо друг от друга, пришли к заключению, что осадок, получившийся в воде при длительном кипячении, образовался в результате разъедания водой стекла сосуда, в котором велся опыт. В отличие от Лавуазье, сделавшего этот вывод на основании взвешивания стеклянной колбы до и после опыта, а также взвешивания получившегося осадка, Шееле химически и очень тщательно исследовал осадок и нашел, что он состоит из кремневой земли с примесью небольшого количества извести.

В книге описаны также ранние опыты Шееле, посвященные прежде всего определению состава воздуха. Чтобы доказать, что воздух состоит «из упругих флюидов двух родов», Шееле проделал множество анализов воздуха. При помощи различных средств он связывал «огненный воздух» (кислород) и определял оставшийся объем азота. В числе таких средств он применял раствор серной печени, раствор едкой щелочи с добавкой серной печени, селитряный воздух (окись азота), скипидар, свежеосажденный гидрат закиси железа и др. Не трудно понять, что большинство его реакций носили лишь качественный характер и не давали возможности установить точное соотношение составных частей воздуха. Шееле нашел, что уменьшение объема воздуха, происходящее после воздействия различных реактивов, связывающих кислород, составляет от 1/5 до 1/3 первоначального объема.

Шееле удалял кислород из воздуха и другим путем. Он сжигал в воздухе различные вещества, в частности фосфор, водород, воск, винный спирт, уголь и серу. Получавшаяся при этом «воздушная кислота» удалялась поглощением известковой водой.

Что касается «огненного воздуха» (кислорода), то Шееле получил его (около 1772–1773 гг.) различными путями и поставил множество опытов для его исследования. Так, получая азотную кислоту перегонкой селитры с купоросным маслом, он заметил, что в конце процесса, когда жар наиболее силен, бурые пары делаются бесцветными; он собрал этот газ и нашел, что в нем свеча горит более ярким пламенем, чем в обычном воздухе (97).

Желая убедиться в том, что этот газ является составной частью воздуха, Шееле смешивал его с оставшимся «испорченным воздухом» (азотом). Он констатировал, что при этом получается воздух, не отличающийся от обычного воздуха.

При своих исследованиях в области пневматической химии Шееле не пользовался такими сложными для того времени приборами, как «пневматическая ванна», а применял лишь простейшие устройства и обычную посуду — колбы, реторты, бутылки, склянки, бычий пузырь и др.(98). При помощи этих простейших средств он получал и исследовал различные газы и, в частности, получил «огненный воздух» различными путями — нагреванием различных веществ и смесей: двуокиси марганца с купоросным маслом или с фосфорной кислотой; нитрата ртути; селитры (лучший, по словам Шееле, способ); окиси серебра и окиси золота; красной окиси ртути; «фиксированной мышьяковой кислоты» (As205) и другими путями.

Блестящие эксперименты Шееле ни в какой степени не соответствовали его теоретическим воззрениям. Последователь теории флогистона, Шееле всюду прибегал к флогистическим объяснениям. Конечно ему далеко не всегда легко удавалось примирить факты и флогистические представления, в частности объяснить реакции получения кислорода. Иногда он вынужден был прибегать к фантазиям. Так, он утверждал, что «свет» не «истинный элемент», а состоит из «огненного воздуха» и флогистона. Флогистон же, по его мнению, истинный элемент и простейшее начало.

Шееле умер, когда только что возникла антифлогистическая кислородная теория. И многие химики ее признали. Шееле же остался верным теории флогистона до последних дней жизни. Несмотря на это исследовательская деятельность Шееле и до сих пор удивляет историков науки своей разносторонностью. Лишь немногие химики смогли сделать столько, сколько успел сделать за свою короткую жизнь К. В. Шееле (99).

Из других, менее известных, химиков-пневматиков назовем лишь некоторых.