Пути развития химии. Том 1. От первобытных времен до промышленной революции

Растущиц спрос на селитру до конца XVIII в. удовлетворялся главным образом импортом (прежде всего из Индии) и в меньшей степени благодаря собственным источникам. С XVII в. интенсивные и систематические поиски селитры в Европе привели к организации искусственных "месторождений" селитры. Создавались "селитряные сады", или "плантации". Делалось это так. Продукты жизнедеятельности (навоз, кал, кровь) и останки животных смешивались с известковыми почвами, землей кладбищ, захоронений, отходов скотобоен, с донными отложениями прудов, болотной жижей. Туда же добавляли известь, мусор, золу, отходы мыловарения. Затем эта смесь засыпалась в ямы либо закладывалась послойно в кучи и заливалась мочой или навозной жижей. За счет процессов разложения в течение 1-2 лет в этих ямах или кучах образовывалась селитра. Выход составлял примерно 1 к 6, т. е. из 6 кг "селитряной земли" получался 1 кг селитры.

Добыча селитры (из книги Л. Эркера, 1574 г.) ... В — выпаривание раствора селитры; ... F-G — кристаллизация селитры из растворов

Само собой разумеется, что правители государств были крайне заинтересованы в производстве селитры. В Швеции, например, крестьяне даже налоги должны были частично выплачивать селитрой. В Швейцарии селитру производили пастбищные хозяйства и даже монастыри ордена иоаннитов[52]. Однако наиболее развито производство селитры было во Франции и Саксонии.

Помещение для определения качества селитры в селитроварне (из книги Л. Эркера, 1574 г.). А — выщелачивание 'селитряной земли'; ... С — весы; ... F — выпаривание пробы с помощью свечи

Французское правительство в XVIII в. вознаграждало всех, кто занимался производством селитры. В 1777 г. во Франции было издано специальное руководство по получению селитры. Знаменитому химику Антуану Лорану Лавуазье было поручено осуществлять надзор за производством селитры — факт, который указывает на то, что к этому времени установились достаточно прочные связи между наукой и производством.

История производства селитры показывает, что уже с 1300 г. химические знания были достаточны для изготовления в больших количествах пороха и азотной кислоты — веществ, очень важных для развития цивилизации. В дальнейшем значительно усовершенствовались способы и резко вырос объем производства селитры. Однако коренные технологические изменения этих и других важных промышленных процессов были осуществлены лишь в XIX в.

Обогащенные селитрой земли выщелачивали (нередко с добавлением золы, поташа или сульфата калия). Затем 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 селитра выкристаллизовывалась. Ее перекристаллизовывали до определенной степени чистоты (иногда несколько раз), обесцвечивали с помощью угля и квасцов и очищали от примесей поваренной соли промыванием холодной воды. Пороховые заводы предъявляли высокие требования к чистоте селитры [13, с. 83 и сл.].

Перегонка спирта

Другим веществом, которое оказало значительное влияние на развитие цивилизации, был этиловый спирт. В чистом виде спирт был получен в то же время, что и селитра, хотя спиртные напитки были известны уже в течение тысячелетий. Чистый этиловый спирт удалось получить благодаря совершенствованию химического экспериментального метода (применение водяного охлаждения при перегонке) и углублению знания о химических процессах [56].

Простейшие виды перегонки были известны еще в древности. Однако они были настолько несовершенны, что не позволяли получать из вина и пива даже такой легко кипящий продукт, как этиловый спирт. Но, кроме того, в глубокой древности перегонку проводили отнюдь не для получения спирта, хотя уже в эпоху античности знали, что при нагревании крепких вин из них выделяется пар, который может гореть. С помощью перегонки в древности получали главным образом масла: розовое, скипидар и др. В XIII в. Шемседдин Абу Абдулла Мохаммед написал сочинение "Космография", где приводил описание процессов перегонки и соответствующих аппаратов. Так, для получения розового масла в печь помещались несколько колб, соединенных друг с другом, заполненных водой и лепестками роз. Дистиллят улавливался в специальных сосудах — приемниках. "Розовая вода" (раствор розового масла) была одним из самых ценных товаров в торговле между странами от Ближнего и Среднего Востока до Китая [13, с. 44].