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

Развивающееся производство ружей и пушек требовало все больше механиков, техников, специалистов в области химии и физики. Увеличивалась и потребность в порохе, металле для пушек и ружей, в орудийных лафетах и другом воинском снаряжении и оборудовании. Совершенствование артиллерийской техники, необходимость прицельного огня орудий и изучение движения снарядов привели к возникновению баллистики как науки. Литейное «искусство» в XIII–XIV вв. уже было достаточно развито. Широкое распространение в это время уже получила отливка церковных колоколов. Изобретение пушек послужило новым стимулом для улучшения технологии литья металлов. Для орудийных стволов требовались специальные сплавы и совершенные методы обработки металлов — сверление, полировка и т.п. Это стимулировало развитие химических знаний и совершенствовало техническое мастерство литейщиков. Подобно печатному станку, порох способствовал рождению современной науки и подготовил промышленную революцию.

Переход к огнестрельному оружию привел к возникновению новых химических ремесел, основанных на приготовлении селитры и

пороха. Первые пороховые заводы возникли в Германии: в Аугсбурге (1340), Лигнице (1344) и Шпандау (1348)^{293}. Одним из основных компонентов при изготовлении пороха являлась селитра. Сначала европейские государства импортировали селитру. (Венеция, через которую товар попадал в Европу, имела большие прибыли от этой торговли.) Однако уже в XV в. из-за растущего спроса на селитру многие европейские государства организовали ее производство из местного сырья. Поставщики селитры получали привилегии от властей.

Добыча селитры (из книги Л. Эркера, 1574 г.):

^{В — выпаривание раствора селитры; F-G — кристаллизация селитры из растворов}  

C XVII в. интенсивные и систематические поиски селитры в Европе привели к организации ее искусственных «месторождений». Стали создавать «селитряные сады» или «плантации». Делали это так: продукты жизнедеятельности (органические остатки) и останки животных смешивались с известковыми почвами, землей кладбищ, захоронений, отходов скотобоен, донными отложениями прудов и болотной жижей. Туда же добавляли известь, мусор, золу и отходы мыловарения. Затем эту смесь засыпали в ямы либо закладывали послойно в кучи и заливали навозной жижей. За счет процессов разложения в течение двух-трех лет в этих ямах или кучах образовывалась селитра. Выход готового продукта составлял примерно 1: 6, т.е. из 6 кг «селитряной земли» получался 1 кг селитры.

Само собой разумеется, что правители европейских государств были крайне заинтересованы в производстве селитры. Например, в Швеции крестьяне даже были обязаны частично выплачивать селитрой налоги. В Швейцарии производить селитру должны были скотоводческие хозяйства и даже монастыри ордена иоаннитов.

Однако наиболее развито производство селитры было во Франции и Саксонии. Французское правительство в XVIII в. вознаграждало всех, кто занимался производством селитры. В 1777 г. во Франции было создано специальное государственное предприятие по ее получению; великому химику А.Л. Лавуазье (см. гл. 6, п. 6.7) было поручено осуществлять надзор за производством селитры. Этот факт указывает на то, что к этому времени между наукой и производством уже установились достаточно прочные связи.

История производства селитры показывает, что уже с начала XIV в. химические знания были достаточными для того, чтобы в больших количествах изготавливать порох и азотную кислоту — вещества, которые оказались очень важными для развития цивилизации. Со временем способы получения селитры в значительной степени усовершенствовались, в результате чего резко вырос объем ее производства. Однако коренные технологические изменения этих и других важных промышленных процессов были осуществлены лишь в XIX в.

^{Лаборатория для определения качества селитры (из книги Л. Эркера «Описание всех известных минеральных руд»).}

^{А — выщелачивание «селитряной земли», … С — весы, … F — выпаривание пробы с помощью свечи} 

Обогащенные селитрой земли выщелачивали, нередко с добавлением золы, поташа или сульфата калия. Затем соляной раствор упаривали в железных или медных котлах. Туда же добавляли щелочь, уксус или винный камень для предотвращения образования накипи. Когда раствор достигал определенной концентрации, его переливали в медные или деревянные чаны, где происходила завершающая стадия — кристаллизация селитры.