Великие открытия в химии. Становление химии как науки

19 Апр
2016

В 1807 году малоизвестный ученый по имени Гемфри Дэви совершил то, что прежде не удавалось никому. Он использовал недавно открытую силу электричества, чтобы разложить на составляющие вещество, называемое поташ. И он открыл новый элемент — едкий реактивный калий.

Дэви нашел новый способ познания мира, проник в мир кирпичиков, из которых он сделан. Это история одного из самых важных вопросов на свете: из чего состоит наш мир?

Поиски ответа на этот вопрос привели к потрясающей догадке о том, что все в мире, от простой травинки до сложного человеческого тела состоит всего из 92 элементов.

Трудно представить, какого было глядеть на мир, не представляя, из чего он состоит. Не зная даже простых веществ. Бояться огня, не знать, что для горения необходим кислород, и о том, что такое кислород… Не знать того, что водород — важная составляющая океана, и того, что хлорид натрия придает ему соленый вкус.

Всего 200 лет назад мы узнали, что такое элемент — это субстанция, которую нельзя разложить на более простые вещества.

 

Открытие фосфора. Переход от алхимии к химии

Древним грекам были известны свинец, медь, золото, серебро, железо, ртуть и олово. Но для них это были всего лишь металлы. Они считали, что весь мир состоит из земли, воздуха, огня и воды. Более тысячи лет мы не обладали ключом к секретам природы. И у нас не было выхода, кроме как строить гипотезы на том, что мы видим вокруг.

К 17 веку все изменилось. Алхимики начали экспериментировать, пытаясь проникнуть в суть окружающих веществ. Они делали массу зашифрованных записей в стремлении превратить дешевые металлы в золото.

Для алхимиков золото было чем-то вроде Святого Грааля: они верили, что оно обладало духовными, волшебными и даже лечебными свойствами. Это был атрибут власти, цвет Солнца, из него отливали монеты и короны — тысячелетиями золото украшало королей и королев, дворцы и храмы. В Древнем Египте золото считалось кожей богов. Для цивилизации инков золото было потом Солнца.

Алхимики еще не знали, что такое элемент, но некоторые из них неосознанно затронули идею скрытых внутри вещества элементов, предполагая, что золото может быть скрыто в человеческом теле.

Погоня за этой идеей сделала одного алхимика первым человеком, которому приписывается открытие нового элемента. Его звали Хенниг Бранд. Он искал способ добычи золота из тела человека, когда ему пришла в голову, казалось бы, блестящая мысль: золотистая жидкость, которую легко добыть — моча.

Шел 1669 год. В зловонных подвалах своего дома Бранд ставил дорогостоящие опыты, которые проедали большую дыру в кошельке его состоятельной жены Маргариты. Но Бранд, одержимый мочегонной идеей, полагал, что находится на пороге важнейшего открытия. Он собирался сделать себе имя и восстановить богатство семьи. Все, что ему было нужно — это 50 ведер мочи.

Что же именно делал Бранд? Он хотел добраться до «сердца» материи, выпарить его, избавить от примесей, которыми, конечно, в основном была вода. Есть еще одна деталь: представьте себе запах этой струи научной мысли.

Моча золотистая, но Бранд искал настоящее золото. В чем же связь? Нам кажется смешным сам факт того, что в серьезных научных изысканиях участвовал такой отвратительный продукт, как моча, но с точки зрения алхимиков человек был маленькой Вселенной, и моча, по их представлениям, несла в себе часть жизненной силы человека, поэтому она считалась могущественной субстанцией.

Бранд был настроен достичь успеха в поисках золота. Он выпаривал мочу до состояния пасты, потом несколько дней нагревал ее до высоких температур. Наконец, в клубах дыма появились крохотные частицы, сгорающие в воздухе. Но чем была эта подлинная субстанция? Она не была золотистой, как Солнце, но горела ярче любой средневековой свечи.

То, что Бранд выделил из мочи, не было золотом. Он случайно открыл новый элемент, которого никто прежде не видел — огненный фосфор. Он искал богатство, но так и не понял, что наткнулся на фундаментальный принцип: элементы могут быть скрыты в незримом мире.

Фосфор очень важен с биологической точки зрения. Например, для костей, которые большей частью состоят из гидроксифосфата кальция. В организме вообще много фосфатов: они в нашей ДНК, в разных других тканях, и поэтому в нашей крови постоянно присутствует фосфор, излишек которого поступает в мочу. Его там немного, чуть меньше грамма на литр, но он настоящий «зверь» — на воздухе он сразу начинает дымиться.

Бранд взял стеклянный сосуд, который был наполнен воздухом, а на дне был насыпан песок, чтобы жар не воздействовал на стекло. Он поместил туда кусочек фосфора. Потом Бранд прикоснулся к нему нагретой палочкой. Из-за того, что фосфор ярко светил, оставаясь достаточно холодным, чтобы держать в руках, Бранд назвал свое открытие «Icy Nocta Luca» — холодным огнем.

Фосфор. Он находится в каждой клетке человеческого тела. Его используют в лекарствах для ускорения роста костей, для лечения таких болезней, как остеопороз. Каждый год производится 150 млн тонн фосфора. Это и фосфаты, используемые как пищевые добавки, и ингредиенты зубной пасты.

Но даже 100 миллиграммов чистого фосфора — крохотная щепотка, будучи съеденной может быть смертельна. У фосфора есть и более темная сторона. Во время Второй Мировой войны фосфором начиняли бомбы, сброшенные на Гамбург — город, в котором его открыл Бранд.

Бранд думал, что фосфор сделает ему состояние. Но у него кончились деньги, и он продал секрет за весьма скромную сумму. Совсем скоро фосфор уже показывали при дворах королей Европы, а в 1677 году его увидел король Карл II.  Вскоре после этого сияющая магия фосфора привлекла богатого алхимика Роберта Бойля, который решился исследовать его свойства.

Один из важнейших экспериментов Бойля с фосфором выглядел так. Выдержка из его книги «Новые эксперименты и наблюдения, проведенные над холодным огнем» гласит: «взять ползерна „холодного огня“ и еще 6 частей серного порошка. Положить их на лист белой бумаги и растолочь ручкой ножа». Фосфор начинает дымить и загорается. Таким образом был воссоздан прообраз спички. Это открытие меняло жизнь. Получать огонь стало просто.

Бойль натолкнулся на важнейший ингредиент спички. Один маленький эксперимент породил огромную индустрию. Но Бойль не был заинтересован в денежном потенциале фосфора, понимание свойств элемента было для него достаточной наградой.

Итак, фосфор все-таки мог превращать: пусть не свинец в золото, но он превратил алхимика в первого современного химика. Бойль заложил фундамент для будущих охотников за элементами. В отличие от большинства алхимиков, он делился своим опытом и оставил после себя инструменты, необходимые для раскрытия тайн материи.

В хранилище Лондонского королевского общества с 1661 года — т.е. год спустя даты основания общества — лежит книга «Химик-скептик» Роберта Бойля, одного из основателей этого общества. Ее считают одной из книг, отмечающих переход от алхимии к химии. Некоторые ученые полагают, что это первая книга по химии.

То, что она целиком написана на английском языке, также было в новинку. Нужно сравнить книгу Бойля с зашифрованными записями другого алхимика — великого ученого Исаака Ньютона, чтобы по-настоящему оценить это новшество. У Ньютона записи сделаны на латыни. В ней есть несколько алхимических символов, обозначающих химические элементы. Все это напоминает астрологию и даже египетские иероглифы. В отличие Ньютона, у Бойля описываются химические процессы, например: «он взял 200 фунтов почвы, высушенной в печи, и расплавил, положив в  глиняный сосуд». Бойля отличало желание обнародовать некоторые из своих химических секретов на благо научного общества.

Бойль вывел алхимию из тени в просвещенный рациональный век. Он раскрыл научные методы для всеобщего обозрения. Должно быть, алхимики боялись, что он выдаст все их секреты, но он был не столько заинтересован в разоблачении алхимии, сколько в ее избавлении от метафизического мусора и замене алхимии строгим научным подходом. Началась новая эра научных экспериментов.

 

«Горючий воздух». Открытие водорода

За свободным обменом идеями пришло отвержение традициями. Это предвещало наступление эпохи, в которой были пересмотрены древнегреческие доктрины и представлены новые концепции.

Коперник оспорил древнюю теорию — Земли как центра Вселенной, предположив, что она всего лишь одна из планет, которые вращаются вокруг Солнца. Везалий составил атлас человеческого тела. Это было время перемен и волнений, когда Европа выходила из темных веков в век разума.

Но одно лишь то, что люди начали думать иначе, не означало, что они все понимали верно. Новое поколение ученых энергично стремилось найти новые элементы и заменить ими четыре прежних, однако энтузиазм не мешал им поддаваться ошибочным теориям. И случилось так, что наука пошла по одному из величайших тупиковых путей в истории химии.

Шел 1667 год. Ровно год прошел с тех пор, как великий лондонский пожар сжег дотла один из величайших городов в Европе. Тайна огня заняла умы всех ученых Европы. Но никто толком не понимал, что такое огонь и как он возникает.

Немецкий химик Иоганн Бехер предположил, что разрушительные силы огня возникают благодаря сверхтонкому началу — флогистону. Его считали бесцветным, безвкусным, лишенным запаха и веса веществом, которое заставляет предметы гореть и возвращает их к истинной форме. Так, если от сгоревшего дерева остается зола, значит, оно изначально состояло из золы, «чистого дерева» и флогистона.

Теория флогистона казалась такой правдоподобной в 17 веке, что поглотила умы всего научного общества. Она была принята как истина, чем парализовала открытие новых элементов и описание контуров окружающего мира. Один из величайших химиков даже заявил, что выделил чистый флогистон.

В один и тот же день каждой недели королевское научное общество посещал один необычный ученый, желавший обсудить последние научные идеи. Генри Кавендиш считался богатейшим из грамотных и самым грамотным из богатых. Он был главным акционером Банка Англии и имел связи при дворе. Но поразительно то, что он вообще ходил на общественные собрания – Кавендиш был болезненно застенчив и жил в практически полной изоляции. У себя дома он настоял на том, чтобы слуги общались с ним только записками. Коллеги в обеденном клубе говорили, что он часто бродил снаружи, набираясь храбрости, чтобы войти, а говоря с ним, лучше всего было смотреть в сторону, чем прямо на него. Несмотря на признаки того, что сегодня сочли бы аутизмом, Кавендиш сделал важнейший вклад в открытие элементов.

Эксперимент Кавендиша с воздухом привел его к открытию первого газообразного элемента. Он погрузил металл цинк в кислоту. Это было обманчиво просто. Вскоре на поверхности цинка стали появляться пузырьки. Кавендиш собрал этот газ, который не имел запаха, вкуса и цвета. Вскоре Кавендиш понял, что это не обыкновенный воздух. А затем поджег его. Произошел щелчок, и газ мгновенно сгорел.

Кавендиш даже подумать не мог, что открыл новый элемент. Он решил, что это новый тип воздуха, отличающийся от того, которым мы дышим. Что не удивительно, он назвал его «горючим воздухом». Он полагал, что его «горючий воздух» и есть таинственный флогистон: он не имел запаха, вкуса, цвета, и самое главное — он воспламенялся. Это непременно должен быть флогистон! Но Кавендиш ошибался. Он неосознанно выделил новый элемент — водород.

Он исследовал свойства нового воздуха и вычислил, что он в 11 раз легче того воздуха, которым мы дышим. Раз он был легче воздуха и моментально загорался, то можно понять, почему Кавендиш решил, что это флогистон.

Но это убеждение привело к тому, что Кавендишу не поставили в заслугу открытие водорода при его жизни. Ему также не суждено было увидеть всю его силу.

Водород возник сразу после Большого взрыва. Это самый распространенный и самый легкий элемент во Вселенной. Энергия Солнца возникает благодаря ядерному синтезу водорода. По тому же принципу устроена водородная бомба. Огнеопасная природа водорода проявила себя во время взрыва дирижабля Гинденбург в 1937 году, в котором погибло 36 человек.

Как и многие другие охотники за элементами, Кавендиш не осознал важности своего открытия, но он наблюдал то, что впоследствии сыграло важную роль в понимании окружающего мира. Каждый раз, когда он поджигал газ, на поверхности стекла колбы выступали росинки жидкости. Это была вода. Тогда в 18 веке это привело к необыкновенным выводам, потому что верили в греческую теорию, считавшую воду элементом. Но если воду можно получить, смешивая два других компонента, то она не может быть элементом! Так и было: вода оказалась соединением.

Это был смертельный удар по древней концепции четырех элементов. Наблюдения Кавендиша могли поколебать основы общепринятого мнения. Но этого не случилось, потому что его сбил с курса пресловутый флогистон. Он полагал, что воздух может принимать форму воды в присутствии флогистона. Ему даже в голову не пришло, что вода может быть соединением.

Он был очень близок к том, чтобы пошатнуть древний «храм» четырех элементов, но не мог опровергнуть эту теорию. Столбы этого «храма» к тому времени уже стояли нетвердо, и он вряд ли простоял бы долго. Но древнюю теорию ниспровергла не вода Кавендиша, а воздух.

 

Развенчание теории флогистона. Открытие кислорода. Конец средневековой науки

Уже было открыто 19 веществ, которые мы теперь называем элементами, но ученые 18 века все еще бились над вопросом: из чего состоит мир. Королевское научное общество поручило своим членам исследовать невидимые газы.

К середине 18 века было известно три типа воздуха, или газов: обычный воздух, которым мы дышим, горючий воздух, теперь известный как водород, и «негодный» воздух, или углекислый газ. Эксперименты с этими газами были любимым занятием священника и химика-любителя Джозефа Пристли.

Пристли жил рядом с пивоварней и проводил там довольно много времени, особенно учитывая его общественную деятельность и пламенные проповеди.

Но интересовало его совсем не пиво, а газ, который возникает в процессе брожения. Он называл его «пивным» газом. Конечно, этот газ был к тому времени известен, его называли «негодным» воздухом. Сегодня его называют углекислым газом.

Эксперимент, который провел Пристли, включал в себя наблюдение за пламенем свечи в потоке углекислого газа: если пламя стоит на пути газа, оно сразу гаснет.

Пристли был очарован «негодным» воздухом. Он смешал его с водой и так изобрел первую газировку. В свое время это открытие станет основой для миллионной индустрии. Но ученый не заработал на этом ничего. Однако, благодаря страсти к науке, Пристли был приглашен в поместье Бовуд как учитель детей будущего премьер-министра лорда Шелбурна.

Пристли не обладал состоянием своих предшественников — Бойля и Кавендиша, и он едва ли много зарабатывал на своих изобретениях и радикальных воззваниях. Лорд Шелбурн предлагал ему финансовую стабильность и возможность продолжать научные эксперименты в обмен на обучение детей. Так Пристли стал первым профессиональным химиком, получавшим жалованье,  и там в поместье он продолжил эксперименты с газами.

1 августа 1774 года он провел один из самых важных экспериментов в истории химии. Пристли был одержим идеей раскрыть секреты газов. Он начал экспериментировать с порошком, известным как ртутная окалина — оксид ртути. Он насыпал порошок в пробирку, закрыл пальцем ее горлышко, перевернул ее и окунул в ртуть. Таким образом, порошок оксида ртути оказался вверху пробирки. Следующее, что сделал Пристли — нагрел порошок. Уровень ртути в пробирке начал падать. Это происходило потому, что выделяющийся газ толкал ртуть вниз. А это значит, что порошок оксида ртути разлагается на 2 компонента. Он задул щепку и сразу поместил ее в пробирку — щепка снова загорелась.

Теперь мы знаем, что Джозеф Пристли нашел кислород. Но из-за непоколебимой веры в идею флогистона он решил, что лучина вносит в новый воздух флогистон, и поэтому он возгорается. Их этого он сделал вывод, что его воздух лишен флогистона, и назвал его дефлогистированный воздухом.

Эксперименты Пристли с новым воздухом на этом не прекратились. Они даже стали более странными. Он поместил мышь в герметичный контейнер, заполненный новым воздухом, ожидая, что она проживет всего 15 минут. Вместо этого он нашел ее живой и невредимой спустя полчаса. Он попробовал дышать этим воздухом сам и отметил, что дышать вдруг стало легко! «И я ощутил в груди необычайную легкость. Кто знает, быть может в свое время этот чистый воздух станет модным предметом роскоши, но до сего времени им имели удовольствие насладиться лишь две мыши и я!».

Пристли не догадывался, что удовольствие дышать им было доступно каждому на Земле. Кислород — третий по распространенности элемент во Вселенной. Он составляет половину веса человеческого тела. При температуре минус 183°С он конденсируется в бледноголубую жидкость. Литье стали потребляет больше половины промышленного кислорода. Его также используют в ракетном топливе. Кислород составляет примерно 21% воздуха. Одним процентом меньше, и мы не смогли бы дышать. Одним процентом больше, и любое возгорание органической материи быстро вышло бы из-под контроля.

Хотя Пристли понимал, что он нашел что-то особенное, он не осознавал, что выделил элемент. Его обременяла вера во флогистон. Но вскоре его пути пересеклись с одним мечтателем, который также интересовался воздухом.

В октябре 1774 года Пристли сопровождал своего благодетеля лорда Шелбурна в его путешествии по Европе. Они отправились в Париж, где их пригласили отобедать с самыми выдающимися учеными Франции. Наверное, для простого йоркширского ученого вроде Пристли это было большим событием. Одним из гостей был блестящий французский ученый Антуан Лавуазье, который к 20-и годам уже был принят во Французскую академию наук. Этот молодой человек был просто гением! Он публиковал статьи обо всем: от минералогии Пиренеев до строительства скотобоен в Париже.

Лавуазье был не только членом растущей научной элиты, но и сборщиком налогов, а также сказочно богатым буржуа. Он был решительно настроен разгадать тайны окружающего мира.

Когда Лавуазье и Пристли встретились за обедом, они заговорили о химии, и вскоре разговор переключился на новое удивительное открытие Пристли — дефлогистированный воздух. Заинтригованный Лавуазье потребовал подробностей. И Пристли, очевидно, нашел в нем внимательного слушателя, потому что рассказал ему все о своих экспериментах.

Лавуазье и Пристли были как небо и земля. Лавуазье располагал самой оснащенной лабораторией в Европе, в которой было более десяти тысяч точных приборов. Пристли работал в походной лаборатории с теми приборами, которые смог собрать сам. Лавуазье взвешивал, измерял, снова взвешивал и проводил точные расчеты до и после каждой реакции. И он применил свой подход к исследованию великой тайны флогистона.

Лавуазье совершил прорыв, когда обратил свое скрупулезное внимание к деталям — на вес веществ до и после нагревания. Сначала он очень точно взвесил металл в чашке. Нагревание чашки и ее повторное взвешивание открыло еще один довод против флогистона: если флогистон выделяется с нагреванием вещества, то оно должно весить меньше, но приборы показывал 153,6 грамма, что почти на 4 грамма больше, чем до нагревания. Именно тогда Лавуазье озарило: быть может, из вещества не выделяется флогистон? Может, наоборот: вещество поглощает какой-то другой воздух? Это объяснило бы рост веса. Но если бы это было правдой, то что именно соединялось с веществом?

Сразу же после разговора с Пристли Лавуазье решил повторить его эксперимент, только в обратную сторону. Он нагрел немного ртути в герметичном сосуде, пока она не превратилась в оксид ртути — то же самое вещество, которое Пристли использовал в своих экспериментах. Лавуазье измерил количество воздуха, поглощенного ртутью при нагревании. Затем он нагрел оксид ртути и обнаружил, что количество выделенного газа равно количеству газа, поглощенного ртутью при нагревании. Так он понял, что в воздухе есть что-то, что впитывается в ртуть, превращая ее в оксид ртути. И то же самое вещество затем выделяется. У него хватило храбрости заключить, что этот газ не имеет ничего общего с флогистоном. По сути, это был новый элемент. Лавуазье назвал его кислородом.

Так, благодаря эксперименту Пристли, Лавуазье разоблачил фантом столетия, тормозивший развитие химии. Он раз и навсегда доказал, что флогистона не существует. Лавуазье освободил химию от оков флогистона — остатков средневековой науки. Он положил начало научному методу и значительно ускорил процесс открытия и описания новых элементов.

Но к негодованию Пристли, Лавуазье присвоил открытие кислорода себе, потому что это он признал в нем новый элемент. Попытка решить, кому достанется слава, оказалась делом неприятным. Между Англией и Францией разразилась ожесточенная словесная баталия и борьба за репутацию. Пристли был взбешен тем, что Лавуазье украл у него идею, и у него были основания сердиться, ведь Лавуазье смог завершить эксперименты с кислородом только после встречи с Пристли!

Быть может, Лавуазье и не открыл кислород, но он первым признал его важность. И потому не Пристли, а Лавуазье известен как «отец химии».

Открытие кислорода довершило разрушение последних оплотов концепции четырех элементов. Отныне вода состояла из кислорода и водорода, земля и воздух оказались смесью разных элементов, а огонь и вовсе не был элементом.

 

Начало современной эры в химии

Химия вступала в современную эру. Эру, в которой ученые изучали материю, делали великие открытия, пытаясь понять, из чего состоит наш мир. Но все равно казалось, что в мире нет порядка, нет логики, лишь случайные элементы, тут и там разбросанные по химическому ландшафту.

Лавуазье был первым ученым, который дал определение элементу: это вещество, которое нельзя разложить на составляющие. И он же предпринял попытку составить подробный список всех элементов. Так, на смену старым четырем пришло тридцать три.

До наших дней сохранился первый список элементов, написанный рукой Лавуазье. Он на французском, написан от руки. От разделил их на четыре группы — четыре категории элементов: газы, неметаллы, металлы и почвы. Среди газов он поместил кислород и водород. Кое в чем он ошибся, поместив мышьяк и сурьму среди металлов. Сегодня их не относят к металлам. Но, что еще более удивительно, он причисляет свет и тепло к газам. Конечно, теперь мы знаем, что свет и тепло — это чистая энергия. Но если отбросить ошибки, то мы увидим огромный скачок для химии, самое раннее осознание того, что в элементах возможен какой-то порядок, какая-то схема расположения кирпичиков мира.

Но Лавуазье не остановился на этом. Он создал систему для классификации открытий других химиков и начал преображать язык химии. Он устроил революцию научного словаря, заменяя поэзию и словесные фигуры точными терминами. Так, дефлогистированный воздух стал кислородом, вяжущий шафран стал оксидом железа, купоросное масло стало серной кислотой, а философская шерсть — оксидом цинка. Наконец, появился универсальный язык для определения элементов.

Лавуазье ниспроверг старую догму и заменил ее эмпирическим подходом. Обратной дороги не было. Теперь эксперименты могли доказать или опровергнуть самые радикальные идеи.

 

Открытие калия. Появление новой науки — химии

Но ученые считали, что существуют и другие элементы, и они отчаянно пытались найти способы их обнаружить. Материя оставалась фундаментально непроницаемой, и нужна была огромная и опасная мощь, чтобы найти способ расщепить ее.

Тогда появился Гемфри Дэви, энергичный, обаятельный корнуэльский ученый, любивший рискованные эксперименты. Он был профессором химии в Лондонской королевской ассоциации.

6 октября 1807 года Дэви работал в своем подвале, где он переоборудовал комнаты для слуг в лабораторию. Он работал с кристаллизованной солью, называемой поташ. Лавуазье так и не смог разложить ее и посчитал поташ элементом. Но Дэви сомневался в этом, он заподозрил, что в состав поташа входит более одного элемента. Но как бы он ни старался, поташ выходил победителем. Казалось, что в химии нет способа разложить его.

Тогда у Дэви появилась новая идея. В то время как раз появилась первая электрическая батарея. Она была очень простой: ряды металлических пластин и картона, погруженные в соленую воду. Но она создавала первый в мире постоянный ток. Проводился следующий опыт. К цинковым шайбам были подсоединены медные монеты с помощью медной проволоки. Они соединялись путем погружения в бокалы с соленой водой. Получилась электрическая цепь. После этого медная монета подсоединялась к лампе с одной стороны и к цинковой шайбе с другой, и создавалось электричество из стаканов с соленой водой и двух разных металлов. Большинство химиков тогда считали, что причина — в металлах. Но Дэви считал, что все гораздо сложнее, и электрический ток вызывала химическая реакция. Но если это было правдой, тогда, возможно, было верно и обратное: электрический ток мог вызывать химическую реакцию. Дэви решил это выяснить.

Опыт Дэви по расщеплению поташа был таким. Для начала его нужно расплавить. У него довольно низкая температура плавления в 360°С, а значит, его можно расплавить бунзеновской горелкой или паяльной лампой. Можно наблюдать, как образуется блестящая жидкость, она растекается по всей чашке. Это вещество очень опасно в жидком состоянии — оно исключительно едкое. Если попадет на кожу, то изуродует навсегда. Оно и в твердом виде вредно, а в жидком — невероятно опасно. Страшно представить, какой была наука в то время: люди теряли пальцы, глаза, получали шрамы. Это был очень наивный век: Дэви мог стоять рядом в твидовом костюме, с бабочкой, даже без очков. Такой была наука, они были первопроходцами. К тому же Дэви не знал, что ищет, поэтому не мог знать, что получит реактивный металл, который самовозгорается даже на воздухе.

Для повторения опыта можно использовать автомобильный аккумулятор, который дает 12 вольт. Потребуются угольные электроды и провода. Все готово к расщеплению. Оба электрода вставляются в сосуд. Электрический ток, проходя через расплавленный поташ, создает непредсказуемую и бурную химическую реакцию, разрывающую заряженные частицы поташа. Но хватит ли мощности, чтобы началось расщепление?

Происходит сиреневая вспышка — это выделился калий, и сразу началась реакция. Таким образом, калий появился и тут же сгорел в кислороде. Калий загорается со звуком вспыхивающей спички. Это происходит еще и еще. Именно это и увидел Дэви — красивое сиреневое пламя.

Там, где другие потерпели неудачу, Дэви ждал успех. Он расщепил поташ на два основных ингредиента, выделив никогда прежде не виданный элемент — калий. Вряд ли можно представить, какую радость ощутил Дэви! Его ассистент вспоминал, что Дэви несколько минут прыгал и плясал по лаборатории, когда совершил открытие.

Калий — это мягкий серебристый металл, который можно резать, как сыр. Около минуты он сияет, как сталь, затем тускнеет на воздухе. Калий необходим для жизни. Наше тело нужно постоянно снабжать калием, чтобы работали мышцы и почки. Он помогает передавать нервные импульсы. Но он также и убийца. Большая доза хлористого калия может обернуться сердечным приступом.

Соприкасаясь с водой, калий агрессивно реагирует, выделяя водород и оставляя поташ. Он так же часто встречается в мире, как соль в море. Но чтобы выделить калий с сделать это видимым, понадобился Гемфри Дэви.

Дэви смог глубже проникнуть в непознанный мир элементов. Даже глубже, чем Лавуазье считал возможным. Но калий был лишь началом. Со временем Дэви добавил шесть новых элементов к списку Лавуазье. Он подтвердил, что хлор и йод также являются элементами. Он был «белой вороной» в мире химии, бесстрашным, даже безрассудным перед лицом опасных экспериментов. Его опасность была частью работы, и в конце концов его неосторожность сказалась на здоровье.

Дэви умер в мае 1829 года в возрасте 50 лет. Его поиски знаний, попытки проникнуть глубже в незримый мир, вероятно, стоили ему жизни. Но скачок, который он сделал в научном прогрессе, бесценен.

К моменту смерти Дэви идея элементов окончательно утвердилась. Были открыты 55 «строительных кирпичиков» нашей Вселенной. И в мире существовала новая наука — химия.

Продолжение: Великие открытия в химии. Периодическая система элементов.


 

Комментарии:

наверх