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

Когда Пристли занялся изучением газов, химики четко различали только три газа — собственно воздух, CO₂ и водород Кавендиша. Английский химик оказался удачливым экспериментатором — он выделил и изучил целый ряд газообразных веществ. Опыты с CO₂ показали, что газы могут растворяться в воде и, следовательно, «теряться». Поэтому Дж. Пристли стал собирать их над ртутью. Таким образом, ему удалось выделить и изучить такие газы, как NO, N₂O, NH₃ и SO₂. Действием азотной кислоты на некоторые металлы Пристли получил «селитряной воздух» — оксид азота (II):

8HNO₃ (разб.) + 3Cu → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O.

Оставляя полученный газ на продолжительное время в контакте с серой или железом, он обнаружил, что свойства «селитряного воздуха» меняются, следовательно, образуется новый газ закись азота или оксид азота (I):

6NO + 2Fe + 3Н₂O → 3N₂O + 2Fe(OH)₃.

^{Джозеф Пристли (1733–1804)}

^{Приборы, с помощью которых Дж. Пристли открыл кислород}

В 1774 г. Дж. Пристли сделал свое самое важное открытие. Он заметил, что если с помощью увеличительного стекла направить пучок солнечных лучей на кирпично-красный оксид ртути, то в верхней части пробирки образуются блестящие шарики серебристого металла. Но самое удивительное заключалось в другом — при разложении HgO выделялся газ с весьма необычными свойствами:

2HgO → 2Hg + O₂↑

Пристли получил этот газ еще одним способом — разлагая свинцовый сурик:

2Pb₃

O₄ → 6PbO + O₂↑

Горючие вещества воспламенялись в этом газе быстрее и ярче, чем на воздухе.

Тлеющая лучина, опущенная в сосуд с этим газом, вспыхивала ярким пламенем.

Пристли пытался объяснить это явление, используя теорию флогистона: поскольку в этом газе горение протекает интенсивнее, а при горении выделяется флогистон, значит, этот газ совсем не содержит флогистона.

Поэтому английский ученый назвал открытый им газ «дефлогистированным воздухом». Однако через несколько лет этот газ получает название, которым мы пользуемся и сегодня — кислород. «Дефлогистированный воздух» казался своего рода антиподом «флогистированного воздуха» Резерфорда, Пристли сам пробовал дышать «дефлогистированным воздухом» и чувствовал себя при этом «легко и свободно».

Находясь в 1774 г. в Париже, Джозеф Пристли, по его собственным словам, сообщил о результатах своих опытов А.Л. Лавуазье. Как считают многие исследователи истории науки, справедливость этого утверждения не вызывает сомнения^{209}. В свое время Пристли не сумел разглядеть всех глобальных последствий своего открытия и не смог сделать правильных выводов из анализа процессов горения. Только А.Л. Лавуазье удалось дать подлинно научную интерпретацию результатов экспериментов Г. Кавендиша и Дж. Пристли и тем самым разрушить теоретические построения, в основе которых лежали представления о флогистоне.

^{Внутренний вид лаборатории Дж. Пристли. Рисунок из первого тома «Опытов и наблюдений над различными видами воздуха»}

Как показал проведенный позднее исторический анализ деятельности естествоиспытателей в XVIII в., в открытии кислорода Дж. Пристли опередил выдающийся шведский химик Карл Вильгельм Шееле. Шведский ученый называл полученный им газ «огненным воздухом». Несмотря на то, что всю свою жизнь Шееле оставался скромным аптекарем, в научных познаниях он превосходил многих именитых академиков того времени. Как свидетельствуют историки, К.В. Шееле неоднократно помогал своими консультациями академику Торберну Бергману. Шееле открыл ряд кислот растительного и животного происхождения, в том числе винную, лимонную, бензойную, яблочную, щавелевую, галловую и молочную, и такие минеральные кислоты, как молибденовая и мышьяковая. Шведский ученый получил и изучил три сильно ядовитых газа: фторид водорода, сероводород и синильную кислоту или циановодород. Предполагается, что его ранняя смерть явилась следствием медленного отравления химикалиями, с которыми он работал.

К.В. Шееле расширил и углубил знания во многих отраслях химии: неорганической, органической, аналитической и технической. Открытие хлора и кислорода является наиболее важными среди других исследований К.В. Шееле. По мнению многих историков науки, исследования кислорода, проведенные шведским химиком, оказались более глубокими и разносторонними, чем у Дж. Пристли. Кислород Шееле получил несколькими способами:

а) нагревая оксид ртути (реакция, изученная Пристли);

б) разлагая карбонаты серебра и ртути

2HgCO₃ → 2Hg + 2CO₂↑ + O₂↑;

в) прокаливая нитраты калия и магния

2Mg(NO₃)₂ → 2MgO + 4NO₂

↑ + O₂↑;

г) нагревая смесь пиролюзита с серной кислотой

2MnO₂ + 2H₂SO₄ → 2MnSO₄ + 2H₂O + O₂↑.

К сожалению, по вине его издателя результаты опытов К.В. Шееле под заглавием «Химические статьи о воздухе и огне» вышли в свет только в 1777 г.