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

Качественный состав воды Лавуазье установил не только анализом, но и синтезом, дублируя опыты Кавендиша по сжиганию «горючего газа» — водорода. Решающий эксперимент был осуществлен совместно с выдающимся французским математиком П.С. Лапласом в присутствии ряда академиков и англичанина Ч. Блэгдена, который позднее оспаривал приоритет Лавуазье в пользу своего соотечественника Г. Кавендиша. Собрав жидкость, полученную при горении водорода и кислорода, Лавуазье и Лаплас убедились, что она идентична дистиллированной воде.

Таким образом, независимо друг от друга А.Л. Лавуазье и Г. Кавендиш пришли к выводу, что газы, образующиеся при горении «горючего газа», конденсируются в жидкость, которая представляет собой чистую воду. Следовательно, вода является соединением кислорода и «горючего газа», названного Лавуазье водородом — рождающим воду. Важность этого открытия трудно переоценить. Аристотелевой теории элементов-качеств был нанесен еще один серьезный удар, поскольку выяснилось, что вода является не простым веществом, а соединением, образующимся при взаимодействии двух газов. Осмысливая результаты опытов по изучению процесса дыхания животных, Лавуазье высказал предположение, что ткани живых организмов, а также продукты питания представляют собой различные соединения углерода и водорода.

К 1783 г. А.Л. Лавуазье был уже абсолютно убежден в своей правоте и в полной бесполезности теории флогистона. 

6.7.2. Кислородная теория строения веществ

Благодаря использованию метода количественных измерений, Лавуазье достиг столь очевидных успехов, что многие ученые-химики вынуждены были принять его выводы практически безоговорочно. Глубокий анализ всех полученных экспериментальных данных в сопоставлении с результатами других ученых позволил А.Л. Лавуазье сформулировать кислородную теорию горения и строения химических соединений. Опираясь на свойства кислородных соединений различных простых тел, Лавуазье первым дал классификацию веществ, известных в химической практике того времени. Основой его классификации служили понятия окись, кислота и соль

, которые он использовал вместе с представлениями о простых телах.

Наиболее существенные положения созданной Лавуазье теории можно представить следующим образом:

а) при всех химических реакциях изменяется только форма материи, количество же ее остается неизменным. На основании этого закона можно делать соответствующие вычисления;

б) при горении неметалла происходит его соединение с кислородом и образуется кислота, а при горении

металла образуются металлические извести или земли;

в) все кислоты содержат кислород, соединенный с радикалом.

В неорганических веществах в качестве радикала чаще всего выступает элемент, в органических соединениях радикал содержит атомы углерода и водорода, реже азота и серы.

Как показали дальнейшие исследования, последнее положение, регламентирующее состав кислот, было неправильным. Некоторые кислоты, например соляная, синильная, сероводородная не подходили под эти определения — они не содержат атомов кислорода. Только в начале XIX в. появилась верная теория, согласно которой общие свойства кислот обусловлены присутствием атомов водорода. В рамках своей теории соляную кислоту Лавуазье считал соединением кислорода с неизвестным еще муриевым радикалом (хлорид-анионом), а хлор рассматривал как соединение кислорода с соляной кислотой.

При изучении процессов горения Лавуазье не избежал искушения заняться изучением тепловых эффектов химических реакций. Эти работы были выполнены в сотрудничестве с Пьером Симоном Лапласом. C помощью сконструированного ими ледяного калориметра французские ученые измеряли теплоемкости многих тел и теплоты, освобождающиеся при различных химических превращениях, например, при сгорании угля, фосфора, водорода; при взрыве смеси селитры, серы и угля. Этими работами Лавуазье и Лаплас заложили фундамент новой области исследования — термохимии и установили ее основной принцип (закон Лавуазье-Лапласа), сформулированный ими в следующей форме: количество тепла, необходимое для разложения соединения на простые части, в точности равно количеству тепла, выделяющемуся при образовании того же соединения из его составных частей. В то время не существовало единой точки зрения на природу теплоты. Одна из гипотез рассматривала теплоту как флюид (теплород), а другая — как вид движения. Лавуазье оказался приверженцем первой концепции, при этом в своей книге «Элементарный курс химии», опубликованной в 1789 г., он поместил теплород в список химических элементов.