История химии с древнейших времен до конца XX века. В 2 т. Т. 1

Дж. Блэк серьезно подошел к изучению газов, которые выделялись при действии кислот на карбонаты магния и кальция. Он признал, что выделяющийся газ является составной частью магнезита, известняка и поташа. Блэк установил, что карбонат кальция при нагревании разлагается с образованием извести (оксида кальция). Выделившийся при этом газ можно вновь соединить с CaO и получить CaCO₃. Этот газ (CO₂) был идентичен открытому Ван Гельмонтом «лесному газу», но Блэк предложил ему другое название — «связанный воздух». Изучая химические реакции, протекающие при прокаливании MgCO₃, CaCO₃ и их взаимодействии с кислотами, Блэк использовал методы количественных измерений. Например, он установил, что при прокаливании 12 массовых частей магнезита дают всего лишь 5 массовых частей жженой магнезии.

Полученные Блэком результаты изучения карбонатов и «связанного воздуха» были встречены научной общественностью весьма неоднозначно. Одни ученые высказывались восторженно, в то время как другие демонстрировали свое отрицательное отношение к новым экспериментальным фактам. Наиболее активно против результатов Дж. Блэка высказывался немецкий химик и аптекарь Иоганн Фридрих Мейер.

Открытие Блэка имело большое значение в силу ряда причин. Во-первых, было показано, что CO₂ может образоваться как при разложении минералов, так и при горении древесины, и таким образом была установлена связь между живой и неживой природой. Во-вторых, Блэк доказал, что газообразные вещества не только выделяются твердыми телами и жидкостями, но и могут вступать с ними в химические реакции. Результаты экспериментов Блэка сделали газы менее загадочными. Он установил, что если оксид кальция оставить на воздухе, то он медленно превращается в CaCO₃

. Исходя из этого факта, Блэк пришел к правильному заключению, что в атмосфере содержится небольшое количество CO₂. Это было первое четко экспериментально установленное указание на то, что воздух является смесью веществ и, следовательно, вопреки представлениям древних греков не может быть элементом в определении Аристотеля.

Изучая свойства CO₂, Блэк обнаружил, что этот газ не поддерживает горения и дыхания.

Более удивительным для Блэка было то, что воздух, который оставался после удаления образовавшегося при горении свечи в замкнутом сосуде CO₂, также не поддерживал горения.

Блэк предложил изучить эту проблему одному из своих учеников — шотландскому химику Даниэлю Резерфорду. Резерфорд осуществил серию последовательных опытов: в замкнутом сосуде он держал мышь, пока она не погибла, затем в том же сосуде он держал горящую свечу, пока она не погасла. Оставшийся в сосуде кислород был израсходован на горение фосфора. Далее воздух из сосуда был пропущен через избыток раствора щелочи для поглощения всего CO₂. Газ, оставшийся после поглощения CO₂, не поддерживал горения и дыхания: свеча в нем гасла, а мышь задыхалась. Результаты этого опыта Резерфорд обнародовал в 1772 г. Будучи убежденными сторонниками теории флогистона, Резерфорд и Блэк использовали ее основные положения для объяснения полученных результатов. Согласно их объяснениям, воздух, из которого удалили углекислый газ, содержал чрезвычайно много флогистона и больше не мог его принять. Поэтому в нем не горели ни свеча, ни фосфор. Выделенный им газ Резерфорд назвал «флогистированным воздухом». Сегодня этот газ в русском химическом языке называется азотом

; его название в других европейских языках происходит от латинского слова nitrogenium — «рождающий селитру».

^{Даниэль Резерфорд (1749–1819)} 

6.6.2. Открытие водорода и кислорода

Одновременно с Блэком и Резерфордом больших успехов в изучении газов достигли другие английские химики — Генри Кавендиш и Джозеф Пристли, которые также придерживались теории флогистона.

Генри Кавендиш имел знатное происхождение, восходящее к прямым потомкам норманнских завоевателей. Он был сыном лорда и состоял в родстве с герцогом Девонширским и герцогом Кентским. Г. Кавендиш получил блестящее образование — окончил Кембриджский университет в 1753 г. Унаследовав крупное состояние, он вел очень скромный образ жизни и тратил почти все доходы на проведение экспериментов. Современники считали его богатым чудаком и женоненавистником, поскольку он вел замкнутый образ жизни и занимался исследованиями в самых различных областях естествознания. Особый интерес у Кавендиша вызывали исследования в области физики. Он далеко не всегда печатал результаты своих экспериментов, но, к счастью, все работы по изучению газов все же оказались опубликованными.

^{Генри Кавендиш (1731–1810)}