Великие химики. Том 1

Многие молодые исследователи мечтали работать в лаборатории Берцелиуса. Широта его познаний и интуиция, с которой он оценивал опытные данные, привлекали ученых, и многие начали свой путь в науку в лаборатории Берцелиуса.

Мак-Майкл стал работать у Берцелиуса, изучая методы количественного анализа. Никто другой не владел этим искусством лучше шведского химика. Берцелиус усовершенствовал старые методы и создал новые. Он никогда не скрывал своих достижений и с радостью передавал свои знания молодым. Он писал учебники, готовил критические обозрения опубликованных в Европе научных статей. И все это с единственной целью — облегчить работу исследователей. С 1820 года до конца своей жизни Берцелиус по поручению Академии наук издавал «Ежегодные обзоры». Этот журнал стал ценным справочником, все его номера переводились на немецкий язык и выходили в свет в Берлине, а последние 8 годовых комплектов были переведены на французский язык.

— Наука — огромный океан. Чтобы плавать в нем, надо быть опытным рулевым, надо иметь путеводную звезду, — не раз повторял ученый.

— Изучит ли когда-нибудь человечество полностью этот океан? — спросил его как-то Мак-Майкл.

— Быть может, через сто лет или еще больше в науке будут работать тысячи людей. Тогда они изучат не только поверхность океана, но и его глубины, тогда…

Берцелиус не закончил. В кабинет вошла женщина в траурном платье. Удивленный, ученый поднялся ей навстречу.

— Госпожа Экеберг! Что привело вас в Стокгольм?

— Приехала искать помощи, господин Берцелиус.

— Мак-Майкл, познакомьтесь: вдова недавно скончавшегося профессора Андерса Экеберга [348] из Упсалы, — сказал Берцелиус и, обратившись к госпоже Экеберг, продолжил: — а это господин Уильям Мак-Майкл из Лондона. — Она вежливо поклонилась.

— У нас денежные затруднения, господин Берцелиус. Пришлось продать даже кое-какие вещи за долги. Вам известно, конечно, о большой коллекции минералов мужа. Не откажите в любезности направить меня в какой-нибудь институт, который купил бы ее.

348

Андерс Густав Экеберг (1767–1813) — шведский минералог и химик, профессор Упсальского университета, учитель Берцелиуса. Экеберг обнаружил в танталите новый химический элемент, по свойствам похожий на «Колумбии» (ниобий). Дальнейшие исследования показали, что на самом деле это были два новых элемента — ниобий и тантал (Фигуровский Н. А., ук. соч., с. 122–123; Меншуткин Б. Н., ук. соч., с. 136–137).

— Извините, что я вмешиваюсь в вашу беседу. Однако мне кажется, что коллекцией может заинтересоваться Британский музей, — сказал Мак-Майкл.

Вскоре Мак-Майкл получил полномочия купить у госпожи Экеберг коллекцию ее мужа. Минералы, приведенные в порядок и заботливо упакованные, прибыли в Стокгольм в нескольких десятках ящиков. Мак-Майкл пересмотрел их и решил отобрать только самые редкие и красивые экземпляры, остальные передал Берцелиусу.

— Минералы будут прекрасным пособием при демонстрациях опытов на лекциях химии, — сказал Мак-Майкл, объясняя причину столь щедрого подарка.

Берцелиус занялся приведением в порядок коллекции с особенным усердием и интересом. В то время уже существовали классификации, предложенные Ренэ Жюстом Гаюи, Гаусманом и другими учеными-минералогами. Согласно этим классификациям, очень часто два совершенно различных по химическому составу элемента ставили рядом, а близкие по составу минералы относили к различным группам. Естественно, требовалась новая, более совершенная классификация.

Берцелиус начал изучать минералы. Наряду с минералогическим исследованием он проводил и полный количественный анализ. С самого начала он установил, что большая часть минералов содержит «кремневое вещество» (кремнезем). Связываясь с другими окислами металлов, это вещество образует соединения, которые входят в состав минералов. «Кремневое вещество» играет огромную роль при минералообразовании. Содержащие его минералы Берцелиус назвал силикатами («силекс» по-латыни — «кремень»). Берцелиус установил, что соотношение остальных окислов металлов с «кремневым веществом» в силикатах различное — 1:1, 1:2, 1:3… В соответствии с этим он разделил силикаты на три большие группы. Для удобства он рассматривал каждый минерал как бы составленным из определенного числа окислов, связанных между собой в соответствующих пропорциях. Этот способ выражения состава минералов используют и ныне в минералогии и петрографии.

Свои результаты исследований минералов он опубликовал в 1814 году в статье, где впервые предлагал новую, чисто химическую классификацию минералов. Работа вызвала огромный интерес, и ее сразу перевели на английский и немецкий языки.

В том же году он опубликовал и первую таблицу атомных весов, которая явилась результатом его восьмилетней исследовательской работы.

Берцелиус продолжал заниматься минералогией и в дальнейшем. Побудил его вернуться к этому владелец шахт в Фалуне Юхан Готтлиб Ган [349] , который зашел как-то к Берцелиусу по Делу.

349

Юхан Цоттлиб Ган (1745–1818) — шведский горный химик, друг Шееле и помощник Берцелиуса в ряде аналитических исследований; в 1774 г. совместно с Шееле открыл марганец. О Гане см.: Волков В. А. и др., ук. соч., с. 126–127.

Ган лет сорок назад впервые выделил металл, который ныне называют марганцем. У него была собственная лаборатория, в которой он проводил химические исследования минералов.

Ган говорил размеренно, прислушиваясь к каждому произнесенному им слову:

— Вот уже год как я работаю с кварцевой жилой, но она остается для меня загадкой. Не поддается да и только.

— Чем же она так интересна? — спросил Берцелиус.

— Я убежден, что она содержит незнакомый минерал, а быть может, и новый элемент. Но, видимо, годы берут свое, и я уже не могу работать один, да и методы мои, судя по результатам, несовершенны. Эта задача только вам по силам, Берцелиус. Займитесь анализами.

— Ну что ж, давайте вместе изучать кварцевую жилу, господин Ган.

Через несколько дней они выехали в Фалун, где находилась великолепно оборудованная лаборатория Гана. Ган проводил анализ вещества в пламени паяльной трубки. Это была маленькая стеклянная трубка, изогнутая с одного конца под прямым углом. Этот конец Ган вносил в пламя спиртовой лампы и равномерно дул в другой конец. Воздушная струя отклоняла пламя и направляла его на кусочек древесного угля. В маленькое углубление в угле Ган помещал смесь порошкообразного минерала, соды и селитры. Под действием высокой температуры, а также соды и угля происходили изменения, по которым можно было судить о составе минералов.

Это был так называемый сухой анализ. Берцелиус усвоил этот удобный и незамысловатый способ работы. Параллельно с исследованиями, которые имели целью определить содержащиеся в жиле элементы, они начали анализ мокрым способом. Самые большие затруднения вызвало «кремневое вещество». Чтобы отделить его от остальной части пробы, им пришлось долго обрабатывать ее концентрированной соляной кислотой, отфильтровывать нерастворимый остаток, повторяя эту операцию несколько раз.

Недели упорной и напряженной работы — и одна за другой были определены составные части кварцевой жилы. Оставалось неразгаданным лишь одно вещество, по свойствам не похожее ни на одно соединение из известных тогда элементов. Это был белый порошок, который с водой соединялся, как негашеная известь, то есть с выделением тепла. Но окисью кальция это соединение не было, так как полученное студнеобразное вещество не растворялось в воде. На воздухе оно медленно высыхало, превращаясь в твердую, подобную фарфору, массу.

— В воде не растворяется, но, смешиваясь с ней, придает среде отчетливо выраженную щелочную реакцию, — отметил Берцелиус.

— Следовательно, мы имеем дело с основным окислом, — заметил Ган.

— Да, но это окисел незнакомого нам металла. Свойства его предположительно близки к свойствам кальция и алюминия, однако все это требует проверки.

С помощью паяльной трубки и угля им не удалось получить зерна металла.

— А может, нагревания недостаточно? Попробуем применить другой способ.

Исследователи неоднократно изменяли условия опытов, пытаясь выделить кислород из окисла и получить чистый металл, но безуспешно.

— Этот металл непобедим подобно богу-громовержцу Тору. — Берцелиус засмеялся. — Назовем его торием.

Но то, что открыли оба исследователя, не было торием. Тринадцатью годами позже, в 1828 году, Фридрих Вёлер успешно восстановил этот окисел и назвал полученный металл иттрием [350] . И в том же году Берцелиус открыл в норвежском минерале, присланном в его лабораторию для анализа, другой новый элемент, который и назвал торием [351] .

350

Об истории иттрия см.: Трифонов Д. Н. Проблема редких земель. — М.: Госатомиздат, 1962; Джуа М., ук. соч., с. 151, 160; Фигуровский Н. А., ук. соч., с. 75; Меншуткин Б. Н. Курс общей химии. — Л.: Госхимтехиздат, 1933, с. 339–340; Трифонов Д. Н. Цена истины: Рассказ о редкоземельных элементах. — М.: Педагогика, 1977; Альтшулер С. В. и др. Открытие химических элементов: Специфика и методы открытия. — М.: Просвещение, 1980, с. 37–49; Трифонов Д. Н., Трифонов В. Д., ук. соч., с. 104–115.

351

Торий получил свое название за 15 лет до открытия. В 1815 г. при анализе редкого минерала из Фалуна Берцелиус решил, что в нем содержится новый элемент — торий. — Ошибка была установлена самим Берцелиусом: он привял за окисел нового металла основной фосфат иттрия. Когда в 1828 г. он проводил анализы норвежского минерала с острова Левен, то обнаружил, что тот состоит из кремнезема и окисла неизвестного металла, который вновь получил название «торий» (Фигуровский Н. А., ук. соч., с. 128–129; Менпгуткин Б. Н., ук. соч., с. 413–414).