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

Продолжая свои опыты, Лавуазье нагревал олово и свинец при помощи увеличительного стекла в закрытых сосудах с ограниченным объемом воздуха. Сначала на поверхности металлов образовывался слой окалины, но в определенный момент времени окисление прекращалось. Когда после нагревания Лавуазье взвесил сосуд со всем содержимым, оказалось, что его масса точно такая же, как и до нагревания. Лавуазье открыл охлажденный сосуд, туда устремился воздух, и масса сосуда с содержимым увеличилась. Так Лавуазье сумел доказать, что металл превращается в оксид не в результате потери мистического флогистона, а вследствие присоединения порции самого обычного воздуха. Он также определил, что количество взятого воздуха после опыта уменьшается на 1/5 и что оставшийся воздух не поддерживает горения и дыхания. Лавуазье провел аналогичные опыты по сжиганию серы и фосфора и снова обнаружил увеличение массы у продуктов реакции. Эти факты он описал в двух статьях: «Opuscules physiques et chimiques» (1773) и «Memoire sur la calcination de Petam dans les vaisseaux fermes et sur la cause del’augmentation du poids qu’acquiert ce metal pendant cette operation» (1774)^{217}. Однако для ученого открытым оставался вопрос — почему во взаимодействии с металлами участвует не весь воздух, а лишь его пятая часть? Встреча с Дж. Пристли, в результате которой Лавуазье узнал об открытии «дефлогистированного воздуха», вдохновила его на дальнейшие исследования. В 1775 г. Лавуазье выступил в Академии с докладом, в котором он утверждал, что воздух является смесью двух газов. В 1777 г. в статье «О горении вообще» Лавуазье утверждал, что лишь одна пятая часть воздуха представляет собой «дефлогистированный» или «жизненный воздух», который необходим для живых организмов и соединяется с горящими или ржавеющими металлами. Лавуазье предложил назвать этот газ кислородом (oxygine или, позднее, oxygene), т.е. порождающим кислоты, поскольку полагал его необходимым компонентом всех кислот.

В 1775 г. министр Тюрго начал преобразования в производстве пороха во Франции и назначил Лавуазье одним из четырех управляющих этим делом (regisseurs des poudres)^{218}. Вплоть до 1791 г. Лавуазье имел непосредственное отношение к производству пороха. Он жил в пороховом арсенале, и здесь же помещалась его лаборатория, из которой вышли почти все химические работы, обессмертившие имя ученого. Лаборатория Лавуазье была одним из главных научных центров Парижа. Для обсуждения научных вопросов в ней собирались представители различных отраслей знания, сюда же приходили начинающие молодые работники науки общаться с великим французским ученым и искать его указаний, которыми он охотно делился с ними.

Для завершения теории горения Лавуазье стремится постичь процесс дыхания животных и человека. В результате проведенных опытов он убедился, что жизненный воздух необходим для дыхания и что животные выделяют «связывающийся воздух» так же, как и горящие углеродсодержащие тела.

^{Установка А.Л. Лавуазье для изучения газов. Рисунок из книги «Основы антифлогистонной химии» (1792)} 

Эти опыты имели историческое значение и для физиологии. После неопровержимых доказательств того, что горение веществ невозможно без кислорода и что в процессе дыхания животных он выполняет аналогичную функцию, Лавуазье настаивал, что теория флогистона не отвечает экспериментальным данным и должна быть отброшена^{219}

.

Второй газ, составляющий четыре пятых всего объема воздуха («флогистированный воздух» Резерфорда), Лавуазье признал совершенно самостоятельным веществом. Поскольку этот газ не поддерживал горения, и находившиеся в нем мыши погибали, Лавуазье назвал его азотом — безжизненным. Позднее азот был переименован в нитроген, что в переводе с латинского означает «рождающий селитру», поскольку стало известно, что азот как основной элемент входит в состав различных селитр.

Лавуазье изучал также процесс разложения воды: через раскаленный ружейный ствол он пропускал водяные пары и собирал выделяющийся при этом газ. Исследования показали, что это был водород, а железный ствол покрывался внутри слоем железной окалины, представляющей соединение железа с кислородом. Эту реакцию водяного пара и железа:

2Fe + 3H₂O → Fe₂O₃

+ 3Н₂↑

Лавуазье позднее предложил Парижской академии наук в качестве наиболее экономичного способа получения водорода для аэростатов. Кроме того, немало времени французский ученый затратил на изучение реакций восстановления оксидов металлов при помощи водорода, в результате которых также образовывалась вода.

^{Лабораторное оборудование, которое использовал А.Л. Лавуазье в 80-х гг. XVIII в.}