Антуан Лавуазье. Его вклад в развитие химии

Антуан Лоран Лавуазье

Лавуазье (Lavoisier) Антуан Лоран (1743-1994), французский химик, один из основоположников современной химии. Систематически применял в химических исследованиях количественные методы. Выяснил роль кислорода в процессах горения, окисления и дыхания (1772-77), чем опроверг теорию флогистона. Один из основателей термохимии. Руководил разработкой новой химической номенклатуры (1786-87). Автор классического курса «Начальный учебник химии» (1789). В 1768-91 генеральный откупщик; во время Французской революции по суду революционного трибунала в числе других откупщиков гильотинирован.

IGDA/E. Lessing
АНТУАН ЛОРАН ЛАВУАЗЬЕ с женой.

Основателей химии

ЛАВУАЗЬЕ, АНТУАН ЛОРАН (Lavoisier, Antoine Laurent) (1743–1794), французский химик, один из основателей химии. Родился 26 августа 1743 в Париже в семье адвоката. Отец Лавуазье хотел, чтобы сын тоже стал юристом, и по окончании колледжа Мазарини Антуан поступил на юридический факультет Парижского университета. Однако интерес к естественным наукам побудил его оставить юриспруденцию, и по окончании университета он занялся геологией, физикой и химией. В 1765 представил свою первую научную статью во Французскую академию. В 1766 его конкурсная работа по освещению улиц Парижа получила золотую медаль Академии. В следующем году Лавуазье вместе с известным минералогом, другом семьи Геттаром совершил геологическую экспедицию по нескольким горным районам Франции, собрал и изучил образцы пород и в 1768 составил первую геологическую карту Франции. В том же году в возрасте 25 лет был избран адъюнктом Парижской академии наук. В 1770 Лавуазье начал исследования по горению веществ и спустя два года представил в Академию их результаты в виде записки, в которой сообщалось, что масса серы и фосфора при горении на воздухе увеличивается, а масса оксида свинца при восстановлении до металла уменьшается. На основании этих исследований он сформулировал кислородную теорию горения, которая последовала сразу за открытием Дж.Пристли в 1774 «дефлогистированного воздуха» (кислорода). В 1777 Лавуазье изложил свои новые взгляды на горение на заседании Академии наук, где и ввел термин «кислород». В 1783 он и французский военный инженер Ж.Мёнье, повторив опыты Кавендиша, показали, что вода – соединение водорода и кислорода, а не элемент. В 1785 они синтезировали воду. В 1786 Лавуазье совместно с Бертолле и другими французскими учеными разработал проект рациональной химической номенклатуры. Ее основные принципы сохранились до настоящего времени. Лавуазье был одним из основоположников термохимии. В 1783 вместе с Лапласом он описал сконструированный ими ледяной калориметр и определил теплоту горения ряда веществ. Показал, что при дыхании поглощается кислород и образуется углекислый газ, т.е. что дыхание подобно горению. В 1783–1784 Лавуазье и Лаплас установили, что для животных этот процесс является источником теплоты.

В 1768 Лавуазье стал членом «Компании откупов», организации финансистов, бравших на откуп государственные налоги, и приумножил свое состояние. Это позволило ему осуществить несколько социальных и экономических проектов. Он занимал ряд общественных и государственных постов: был директором департамента земледелия (1775), депутатом собрания в Орлеане (1787), членом Комиссии мер и весов (1790), комиссаром национального казначейства (1791), членом Комиссии по земледелию (1785). В 1789 во Франции вспыхнула революция. В 1791 правительство приняло решение о роспуске «Компании откупов», а в августе 1792 Лавуазье потерял возможность работать в лаборатории Королевского арсенала. В ноябре 1793 Революционный комитет отдал приказ об аресте всех членов «Компании откупов». Суд состоялся 2 мая 1794; Лавуазье и 27 других членов компании были приговорены к смерти. Лавуазье обращался с просьбой об отсрочке приведения приговора в исполнение на несколько дней, чтобы изложить результаты своих последних химических экспериментов, но его просьба была отклонена. Судья заявил: «Республика не нуждается в гениях». Лавуазье был гильотинирован на площади Революции 8 мая 1794. Его биограф Лагранж писал: «Достаточно секунды, чтобы отрубить голову, но найти ей замену невозможно и за сотни лет».

Антуан Лоран Лавуазье

Антуан Лоран Лавуазье родился в семье адвоката 28 августа 1743 года. Первоначальное образование он получил в коллеже Мазарини.

По выходе из коллежа он поступил на факультет права. В 1763-м он получил степень бакалавра, в следующем году - лиценциата прав.

Не оставляя своих занятий правом, он изучал математику, астрономию, ботанику, минералогию, химию.

В 1768 году, когда Лавуазье исполнилось 25 лет, он был избран членом Академии наук.

В 1769 году произошло событие, в будущем предопределившее трагический конец ученого. Лавуазье вступил в генеральный откуп товарищем откупщика Бодона, уступившего ему третью часть своих доходов.

"Fеrmе generаlе" было обществом финансистов, которому государство уступало за известную плату сбор косвенных налогов (винный, табачный, соляной, таможенные и крепостные пошлины). Откупщиков ненавидели. Никто не верил в их честность. Таково было общее мнение об учреждении, членом которого стал Лавуазье.

Лавуазье принадлежит ряд блестящих открытий, но почти все они были сделаны независимо от него другими учеными. Кислород, например, открыт Байеном и Пристли до Лавуазье и Шееле, независимо от первых трех; открытие состава воды приписывалось, кроме Лавуазье, Кавендишу, Уатту и Монжу.

Сначала Лавуазье вырабатывает метод исследований. Ученый ставит опыт. В течение 101 дня перегоняет воду в замкнутом аппарате. Вода испаряется, охлаждается, возвращается в приемник, снова испаряется и так далее. В результате получилось значительное количество осадка. Тем не менее общий вес аппарата по окончании опыта не изменился: значит, никакого вещества извне не присоединилось. В этой работе Лавуазье убеждается во всеоружии своего метода - метода количественного исследования.

Овладев методом, Лавуазье приступает к своей главной задаче. Работы его, создавшие современную химию, охватывают период времени с 1772 по 1789 год. Исходным пунктом его исследований послужил факт увеличения веса тел при горении. В 1772 году он представил в академию записку, в которой сообщал о результате своих опытов, показывающих, что при сгорании серы и фосфора они увеличиваются в весе за счет воздуха, иными словами, соединяются с частью воздуха.

В 1775 году он представил академии мемуар, в котором состав воздуха был впервые точно выяснен. Воздух состоит из двух газов: "чистого воздуха", способного усиливать горение и дыхание, окислять металлы, и "мефитического воздуха", не обладающего этими свойствами. Названия кислород и азот были даны позднее.

Все кислоты Лавуазье рассматривает как соединения неметаллических тел с кислородом: так, с серой он дает серную, с углем - угольную, с фосфором - фосфорную кислоту и т. д..

Он определил состав органических тел и создал органический анализ путем сжигания углерода и водорода в определенном количестве кислорода. В 1789 году появился его первый учебник современной химии - явление в своем роде единственное в истории наук: весь учебник составлен по работам самого автора.

Лавуазье первым свел явления жизни к действиям химических и физических сил. Он создал учение о дыхании как медленном окислении, происходящем внутри организма, причем кислород, соединяясь с элементами тканей, дает воду и углекислоту. Не меньшую важность имело его учение о животной теплоте.

Число его докладов (не считая собственно ученых мемуаров) - более двухсот. В 1768 году он избран адъюнктом, в 1772-м Лавуазье стал действительным членом, в 1778-м - пенсионером, в 1785-м - директором академии.

В 1778 году Лавуазье купил имение Фрешин между Блуа и Вандомом за 229 тысяч ливров; затем приобрел и некоторые другие имения (всего на 600 тысяч ливров) и принялся за агрономические опыты. В своем имении он не скупился на агрономические опыты и постепенно довел свое хозяйство до цветущего состояния.

Плодотворны были и результаты управления Лавуазье пороховыми заводами в 1775-1791 годах. За это дело он взялся со своей обычной энергией.

Во время Французской революции, как один из откупщиков, ученый попал в тюрьму. 8 мая 1794 года состоялся суд. 28 откупщиков, в том числе и Лавуазье, были приговорены к смертной казни. Лавуазье шел четвертым по списку. Перед ним казнили его тестя Польза. Затем наступила его очередь...

Использованы материалы сайта http://100top.ru/encyclopedia/

Гильотинирован по решению революционного трибунала

Лавуазье (Antoine-Laurent Lavoisier) (26.08.1743 г., Париж, – 08.05.1794 г., там же гильотинирован по решению революционного трибунала) – основатель современной химии, член Парижской АН (1772 год; адъюнкт 1768 год). Лавуазье происходил из очень состоятельной буржуазной семьи. Первоначальное образование он получил в колледже Мазарини, а затем прошел курс юридического факультета и в 1764 году получил степень лиценциата прав. Одновременно с прохождением курса юридических наук и по окончании его Лавуазье много и основательно занимался науками естественными и точными под руководством лучших парижских профессоров того времени; математику и астрономию он изучал под руководством известного аббата Ла-Кайля (La-Caille), ботанику – под руководством Берн де Жюссье, по минералогии и геологии работал у Гэттара (Guettard), курс химии прошел у Руэля (Rouelle). В 1765 году Лавуазье представил работу на заданную парижской академией наук тему – «О лучшем способе освещать улицы большого города». При выполнении этой работы сказалась необыкновенная настойчивость Лавуазье в преследовании намеченной цели и точность в изысканиях – достоинства, которые составляют отличительную черту всех вообще его работ. Именно, чтобы увеличить чувствительность своего зрения к слабым изменениям силы света, Лавуазье провел шесть недель в темной комнате. Эта работа Лавуазье была удостоена академией золотой медали. В период 1763 – 1767 гг. Лавуазье совершает ряд экскурсий с Гэттаром, помогая последнему в составлении минералогической карты Франции. Во время экскурсий Лавуазье является неутомимым наблюдателем: он ведет подробный дневник, постоянно записывает метеорологические наблюдения и т. д. Из экскурсий Лавуазье вывез материал для нескольких мелких мемуаров минералогического и химического характера, каковы напр. «анализ гипса», «анализ минеральных вод», «о новом виде стеатита» и др. Эти первые работы Лавуазье открыли перед ним двери академии. 18 мая 1768 г., т. е. когда Лавуазье было 25 лет, он был избран в академию адъюнктом по химии. В 1778 году он был избран действительным членом академии, с 1785 года он состоял ее директором. Во время Конвента Лавуазье явился самым деятельным защитником академии и прилагал все усилия, чтобы спасти ее; но это ему не удалось, и в 1793 году академия была упразднена.

В том же 1768 году, когда Лавуазье был, избран в академию, он вступил в Главный откуп (Ferme générale), пайщиком откупщика Бодона. Со смертью последнего в 1779 году Л. сделался самостоятельным членом откупа (fermier général titulaire). Откупная система с полным основанием была ненавидима народом, но личная деятельность Лавуазье по откупу была вполне безупречна, как показал его биограф Гримо, опираясь на подлинные документы. Участие в откупе не было для Лавуазье синекурой; оно требовало постоянных разъездов, отнимало у него много времени и внимания. Значительную часть больших доходов, которые Лавуазье получал от откупа, он тратил на научные опыты. Для своих исследований он не щадил средств: например опыты над составом воды стоили ему 50000 ливров. Он добивался самой тщательной постановки опытов и стремился к устройству наиболее точных и совершенных приборов: в этом отношении научная техника во Франции обязана ему многим. В 1775 году министр Тюрго, преобразовав пороховое дело во Франции, назначил Лавуазье одним из четырех управляющих этим делом (régisseurs des poudres). Благодаря энергии Лавуазье производство пороха во Франции к 1788 году более чем удвоилось (с 1600 тыс. ф. оно дошло до 3700 тыс. ф. в год) Лавуазье организует экспедиции для отыскания селитряных местонахождений, ведет исследования, касающиеся очистки и анализа селитры; приемы очистки селитры, разработанные Лавуазье и Боме, дошли и до нашего времени. По инициативе Лавуазье, академия наук в 1773 году назначает премию за лучшую работу, касающуюся способа наиболее выгодного производства селитры; программа работы была детально разработана самим Лавуазье. Пороховым делом Лавуазье управлял до 1791 года. Он жил в пороховом арсенале; здесь же помещалась и его лаборатория, из которой вышли почти все химические работы, обессмертившие его имя. Лаборатория Лавуазье была одним из главных научных центров Парижа того времени. В ней сходились представители различных отраслей знания, для обсуждения научных вопросов, сюда же приходили и начинающие молодые работники науки учиться у Лавуазье и искать его указаний, которыми Лавуазье охотно делился с ними. Помимо научных работ, занятий по откупу и по управлению пороховым арсеналом, Лавуазье принимал участие в различных комиссиях или по поручению академии, или по поручению правительства. Так напр. в 1783 году Лавуазье составляет, по поручению академии, доклад о «месмеризме» , в 1784 году – доклад об «аэростатах» и много других. Все отчеты Лавуазье обнаруживают его необыкновенное уменье смотреть в корень дела, носят печать ясного, дисциплинированного, уравновешенного ума и вместе с тем обличают натуру благородную, опиравшуюся в своей деятельности на широкие гуманные принципы, принципы общего блага. Эти принципы проглядывают нередко и в научных его трудах, но главным образом проявляются в исследовании тюрем, предпринятом им, в министерство Неккера, по поручению академии, и в его деятельности, направленной на улучшение положения земледельческого класса. В 1783 – 88 годах Лавуазье состоял членом общества и комитета земледелия в Париже. В целом ряде докладов он указывает на необходимость изменить положение земледельческого класса податной реформой и распространением лучших способов земледельческой культуры. Состоя в 1787 году представителем третьего сословия в Орлеанском провинциальном собрании, он выступает и там с докладами об изменении натуральной дорожной повинности, об организации различного рода благотворительных учреждений для народа, страховой кассы на случай обеднения и старости и т. п.

Став с 1778 году владельцем собственного имения, Лавуазье занялся агрономическими опытами, из желания, главным образом, придти на помощь соседним землевладельцам, подав им «примеры агрикультуры, основанной на лучших принципах». В 1788 году Лавуазье мог уже представить в комитет земледелия отчеты о плодотворных результатах своих агрономических опытов. По его почину устраиваются школы пряжи и тканья; до того времени лен и пенька в сыром виде шли за границу, откуда Франция получала готовое полотно. Лавуазье широко пропагандирует способ беления тканей хлором, открытый Бертолле; настаивает на необходимости устроить около Парижа опытное поле для агрономических экспериментов; составляет инструкции провинциальным собраниям, касающиеся самых разнообразных сельскохозяйственных вопросов. Как результат основательного знакомства Лавуазье с экономическим положением родины явился его мемуар, касающийся вычисления территориальных богатств Франции. Мемуар был представлен Лавуазье национальному собранию в 1791 году и имел целью дать основание наиболее рациональному расчету налогов, какие страна может выплачивать, не изнемогая под их бременем.

Во время революции Лавуазье состоял членом «Национального Казначейства», в котором установил строгий и образцовый порядок. Эти обязанности он нес безвозмездно. В 1790 году Национальное Собрание поручило академии наук выработать рациональную систему мер и весов. Для этой цели была организована комиссия, в которой Лавуазье принимал постоянное участие в качестве ее секретаря и казначея. Кроме того, ему вместе с Гюйо было поручено определить вес в пустоте единицы объема дистиллированной воды при 0°; а впоследствии вместе с Борда Лавуазье определял расширение меди и платины, для устройства нормального метра. С 1791 года Лавуазье принимал участие в «совещательном бюро искусств и ремесел», имевшем задачей указывать правительству на полезные для страны технические изобретения и поощрять наградами лучшие из них. Плодом участия Лавуазье в совещательном бюро осталась записка, касающаяся организации народного просвещения; многие принципы, изложенные в ней, осуществлены во Франции только в последнее время («Oeuvres de L.», t. IV, 650 – 668).

Хотя в 1791 году откуп был уничтожен, но нападки революционных газет на откупщиков не прекратились. В 1793 году депутат Бурдон потребовал в Конвенте немедленного ареста и предания суду бывших участников откупа, не дожидаясь срока, назначенного для ликвидации дел. Лавуазье, вместе с другими откупщиками, был заключен в тюрьму в конце ноября 1793 года, и Конвент постановил отдать его на суд революционного трибунала. Ни петиция от совещательного бюро, ни всем известные заслуги перед родиной, ни научная слава не спасли Лавуазье от смерти. «Республика не нуждается в ученых», заявил председатель, трибунала Коффиналь в ответ на петицию бюро. Лавуазье был обвинен в участии «в заговоре с врагами Франции против французского народа, имевшем целью похитить у нации огромные суммы, необходимые для войны с деспотами», и присужден к смерти. «Палачу довольно было мгновения, чтобы отрубить эту голову» – сказал Лагранж по поводу казни Лавуазье, – «но будет мало столетия, чтобы дать другую такую же»...

С 1771 года Лавуазье был женат на дочери своего товарища по откупу Польза (Paulze). В жене он нашел себе деятельную помощницу в своих научных работах. Она вела его лабораторные журналы, переводила для него с английского научные статьи, рисовала и гравировала чертежи для его «Traité». Ею был сделан перевод с английского книги Кирвана «Опыт о флогистоне». По смерти Лавуазье его жена вышла в 1805 году вторично замуж за знаменитого физика Румфорда. Она умерла 79 лет, в 1836 году.

Научная слава Лавуазье по смерти неоднократно оспаривалась. Главным образом Thomson (1830) и Voihard (1870) старались умалить заслуги Лавуазье и набросить тень на всю его научную деятельность. Они обвинили его в том, что он присвоил себе открытия, сделанные другими, что он умышленно умалчивал имена своих предшественников и т. д. Причины этих нападок, однако, коренятся главным образом в национальном антагонизме. Не говоря уже о том, что эти нападки на деле далеко не оправдываются, научная слава Лавуазье заключается не в установлении новых фактов, а главным образом в водворении в науке новой системы, которая ее совершенно реформировала. Этот труд произведен Лавуазье с необыкновенной энергией и логической убедительностью, благодаря чему система его восторжествовала над прежней в сравнительно очень короткое время. В настоящее время нарекания на Лавуазье по-видимому, смолкают. Его неутомимо-деятельная и благородная, гуманная личность встает, как живая, в полной биографии, изданной Гримо. В столетнюю годовщину его смерти (1894) предпринята в Париже международная подписка на памятник Лавуазье.

Научные работы Лавуазье и их значение.

Одна из первых по времени, наиболее важных работ Лавуазье посвящена решению вопроса, можно ли воду превратить в землю. Вопрос этот занимал в то время многих исследователей и оставался нерешенным, когда к нему приступил Лавуазье. Лавуазье посвятил ему два мемуара, носящие общее заглавие: «Sur la nature de l"eau et sur les expériences par les quelles on a prétendu prouver la possibilité de son changement en terre» (1770). В этом исследовании Лавуазье впервые показал, какую важность при выяснении химических задач могут иметь весовые определения. Очистив дождевую воду восьмикратной перегонкой, он поместил ее в стеклянный сосуд особого устройства, который был после того герметически закупорен и взвешен. Вес сосуда без воды был определен ранее. Нагревая воду в этом сосуде в течение 100 дней, Лавуазье нашел, что в воде действительно появилась «земля». Но взвесив сосуд без воды после опыта, он нашел, что вес его уменьшился, причем оказалось, что вес образовавшейся земли равен уменьшению в весе сосуда. Отсюда он заключил, что эта «земля» есть продукт действия воды на стекло сосуда. Этим опытом Лавуазье окончательно и навсегда разрешил вопрос о превращении воды в землю, долго остававшийся спорным. – После этого Лавуазье обращается к изучению газов.

Новое в теории окисления и горения.

Со стороны физической газы были уже несколько исследованы Бойлем и Мариоттом, но со стороны химической они представляли в это время очень темную и почти неизведанную область. Приступая к исследованию газов, Лавуазье чувствовал, что изучение этой области должно произвести переворот в физике и химии и высказал эту мысль в своем лабораторном журнале в 1773 году. Прежде всего, он подвергает проверке тот факт, что вес металлов при превращении их в «извести» (так назывались в то время все металлические окислы, например красная окись ртути, железная окалина и др.) увеличивается. Факт, установленный еще в 1630 году Реем и в 1669 году Майовом, и доказывает, что увеличение в этом случае совершается на счет части воздуха, а не на счет присоединения огня, как думал Бойль, мнение которого в то время было общепринято. Лавуазье превращал в «известь» (окись) олово в герметически закрытом сосуде, нагревая металл при помощи большого зажигательного стекла. Общий вес сосуда с оловом, после превращения олова в «известь», оставался неизмененным; этого не могло бы быть, если бы действительно к олову что-нибудь присоединилось извне. Лавуазье нашел, кроме того, что количество взятого воздуха после опыта уменьшается на 1/5 и что остающийся воздух не поддерживает горения и дыхания. Он показал также увеличение веса при сгорании серы и фосфора. Установленные им факты описаны в «Opuscules physiques et chimiques» (1773) и в «Mémoire sur la calcination de l"étam dans les vaisseaux fermés et sur la cause de l"augmentation du poids qu"acquiert ce métal pendant cette opération» (1774). Открытие кислорода, сделанное в 1774 г. Пристлеем и Шееле, дало Лавуазье толчок к полному разъяснению вопроса. В 1775 году Лавуазье представил в академию мемуар «Sut la nature du principe qui se combine avec les métaux pendant leur calcination et qui en augmente le poids», в котором определяет роль кислорода в образовании металлических «известей» и признает кислород одной из составных частей воздуха. Вслед за тем в целом ряде мемуаров Лавуазье развивает свою новую теорию окисления и горения, диаметрально противоположную по своим основаниям теории «флогистона», которая была тогда общепринятой. По теории флогистона, введенной в науку Бехером (конец XVII в.) и разработанной Сталем (начало XVIII в.), все тела, способные гореть и окисляться, заключают особое горючее начало, «флогистон», которое при процессе горения выделяется из тела, оставляя золу, «известь». Прибегая в своих исследованиях постоянно к точному взвешиванию, Лавуазье показал, что при процессе горения вещество не выделяется из горящего тела, а присоединяется к нему. Установив свой новый взгляд на процессы горения и окисления, Лавуазье вместе с тем правильно понял состав воздуха. Путем анализа и синтеза он показал, что воздух есть смесь двух газов: один из них – есть газ, преимущественно поддерживающий горение, «здоровый (salubre) воздух, чистый воздух, жизненный воздух, кислород», как последовательно называл его сам Лавуазье, другой газ – нездоровый воздух (moffette) или азот. Пристлей и др. сторонники теории флогистона смотрели на изменения воздуха, вызываемые горением и окислением, совершенно иначе. Как кислород, так и азот они считали различными видоизменениями обыкновенного воздуха, отличающимися от него количествами содержащегося в них флогистона: кислород, как энергично поддерживающий горение, считали «воздухом лишенным флогистона», «дефлогистированным воздухом», а азот – «флогистированным воздухом», т.е. насыщенным флогистоном и потому неспособным отнимать его от других тел, и значит, поддерживать горение. Лавуазье произвел анализ и синтез воздуха, нагревая ртуть с определенным объемом воздуха и разлагая затем образовавшуюся красную окись ртути. Описание этого классического опыта Лавуазье, перешедшее с тех пор во все руководства химии, помещено в его «Traité étémeutaire de chimie» (I, chap. 3).

Вместе с изучением состава воздуха Лавуазье исследует роль кислорода в образовании кислот («Considérations générales sur la nature des acides et sur les principes dont ils sont composés», 1778). Он устанавливает состав угольной кислоты, многочисленные случаи выделения которой были изучены уже Блэком («Sur la formation de l"acide nommé l"air fixe», 1781), объясняет изменения воздуха, вызываемые горением свечи («Mém. sur la combustion des chandelles dans l"air atmosphérique et dans l"air éminement respirable» 1777) и дыханием животных («Expériences sur la respiration des animaux et sur les changements qui arrivevt à l"air en passant par leurs poumons», 1777). С 1774 г. Лавуазье занимался изучением горения водорода, или как его называли тогда, «горючего воздуха», открытого в 1767 году Кавендишем. Долго Лавуазье не мог придти к определенному результату, так как предполагал найти, как продукт горения водорода, какую-нибудь кислоту.

Только в 1783 году Лавуазье и Лаплас нашли искомое: продуктом горения водорода оказалась чистая вода. Одновременно с ними тоже было найдено Кавендишем и Ваттом. Одновременно с Лавуазье и Кавендишем тем же вопросом занимались многие химики, Пристлей, Монж, Warllire и др. Но так как один Лавуазье в то время правильно понимал процесс горения, то он один из всех, кому стало известно это явление, правильно истолковал его и понял состав воды.

В 1785 году Лавуазье вместе с Менье получили, путем синтеза из водорода и кислорода, 45 гр. воды. Как и в других случаях Лавуазье и здесь не довольствовался одним синтезом. Вместе с Менье он производит в 1783 – 84 годух разложение воды при помощи железа. Через раскаленный ружейный ствол они пропускали пары воды, и выделяющийся газ собирали: это был водород; железный ствол покрывался внутри слоем железной окалины, представляющей соединение железа с кислородом. Определив состав воды, Лавуазье затем правильно истолковал восстановление металлических окислов водородом и выделение водорода при действии кислот на металлы.

Таким образом, с 1772 по 1777 годы рядом точных опытов показал сложность состава атмосферного воздуха и впервые правильно истолковал явления горения и обжигания как процессы соединения веществ с кислородом. Этого вывода не смогли сделать английский учёный Дж. Пристли и швед, химик К. Шееле, несмотря на то, что они открыли кислород раньше, чем Лавуазье. По словам Ф. Энгельса, «элемент, которому суждено было ниспровергнуть все флогистонные воззрения и революционизировать химию, пропадал в их руках совершенно бесплодно» (Маркс К. и Энгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 24, с. 19). Лавуазье, руководствуясь фактом открытия кислорода, «...впервые поставил на ноги всю химию, которая в своей флогистонной форме стояла на голове» (там же, с. 20).

Учение о кислороде, как о главном агенте горения, было встречено очень враждебно. Макер, французский химик, смеется над новой теорией. В Берлине, где память флогистика Сталя особенно чтилась, Лавуазье был даже предан сожжению in effigie, как еретик науки. Лавуазье не тратил времени на полемику с воззрением, несостоятельность которого он чувствовал, но, изучая настойчиво и терпеливо факты, устанавливал постепенно шаг за шагом основы своей научной теории. Только тщательно изучив факты и выяснив вполне свою точку зрения, Лавуазье выступает открыто с критикой учения о флогистоне и показывает его шаткость («Réflexions sur le phlogistique», 1783). Объяснение состава воды было решительным ударом для теории флогистона; сторонники ее стали переходить на сторону учения Лавуазье. Когда же в 1789 году Лавуазье издал «Trailé élémentaire de chimie» (Начальный учебник химии), которое тотчас же было переведено на многие иностранные языки, многие прежние противники его системы изменили теории флогистона. Так напр. англичанин Кирван, написавший книгу «Опыт о флогистоне», наполненную жестоких нападок на учение Лавуазье, в 1792 году оставил теорию и флогистона и признал взгляды Лавуазье: «...я кладу оружие и оставляю флогистон», – писал он Бертолле. Лавуазье был еще при жизни свидетелем полного торжества своего учения. Разъяснив состав воздуха и воды, Лавуазье полно выдвинул и разъяснил много других вопросов.

Принцип и практическое выполнение органического анализа.

Найдя, что при сжигании органических соединений образуются вода и углекислый газ, Лавуазье дал указания относительно состава органических веществ, признав составными частями их углерод, водород и кислород. Вместе с тем Лавуазье дал первые примеры органического анализа, производя сжигание спирта, масла и воска в определенном объеме кислорода и определяя над ртутью объем образующегося углекислого газа («Sur la combinaison du principe oxygine avee l"esprit de vin, l"huile et différents corps combustibles», 1784). Позже он сжигал сахар, нагревая его с красной окисью ртути, образующуюся угольную кислоту поглощал едким кали и взвешивал: для сжигания он применял также перекись марганца и бертолетову соль. Таким образом, Лавуазье был знаком не только принцип, но и практическое выполнение органического анализа. Лавуазье занимался также процессами брожения и установил факт расщепления виноградного сахара на алкоголь и углекислый газ. Он пытался даже выразить это превращение количественным уравнением и по поводу его ясно формулировал истину о неизменяемости веса вещества («Traité», I. chap. ХIII).

Классификация тел.

Опираясь на свойства кислородных соединений различных простых тел, Лавуазье первый дал классификацию тел, известных в то время в химической практике. Основой его классификации служили, вместе с понятием о простых телах, понятия – окись, кислота и соль. Окись есть соединение металла с кислородом, напр. окись железа, ртути, меди и мн. др.; кислота есть соединение неметаллического тела, каковы уголь, сера, фосфор, с кислородом; органические кислоты уксусную, щавелевую, винную и др. Лавуазье рассматривал, как соединения с кислородом различных «радикалов». Соль образуется соединением кислоты с основанием. Эта классификация, как показали скоро дальнейшие исследования, была узка и потому неправильна: некоторые кислоты, как напр. синильная кислота, сероводород, и отвечающие им соли, не подходили под эти определения; кислоту соляную Лавуазье считал соединением кислорода с неизвестным еще радикалом, а хлор рассматривал как соединение кислорода с соляной кислотой. Тем не менее, это была первая классификация, давшая возможность с большой простотой обозреть целые ряды известных в то время в химии тел. Она дала Лавуазье возможность предугадать сложный состав таких тел как известь, барит, едкие щелочи, борная кислота и др., считавшихся до него телами элементарными. Рядом с классификацией Лавуазье много работал над упрощением химической номенклатуры, вопрос о которой был поднят Гитоном де Морво в 1782 году; в основу этой номенклатуры легла классификация, данная Лавуазье. Новая номенклатура внесла большую простоту и ясность в химический язык, очистив его от сложных и запутанных терминов, которые были завещаны алхимией и были вполне произвольны, а часто и лишены всякого смысла.

Лавуазье – один из основателей термохимии.

Явления тепла, тесно связанные с процессом горения, составляли также предмет изучения Лавуазье. В 1783 году Лавуазье вместе с Лапласом, будущим творцом «Небесной механики» дают начало калориметрии, описав сконструированный ими ледяной калориметр. С помощью его они измеряют теплоемкости многих тел и теплоты, освобождающиеся при различных химических превращениях, напр. при сгорании угля, фосфора, водорода, при взрыве смеси селитры, серы и угля. Этими работами они кладут основание новой области исследования – термохимии и устанавливают ее основной принцип, сформулированный ими в следующей форме: «Всякие тепловые изменения, которые испытывает какая-нибудь материальная система, переменяя свое состояние, происходят в порядке обратном, когда система вновь возвращается в свое первоначальное состояние». Например, чтобы разложить угольную кислоту на уголь и кислород, необходимо потратить столько же тепла, сколько его выделяется при сгорании угля в углекислоту. Калориметрические и термохимические исследования Лавуазье и Лапласа описаны в мемуаре «Sur la chaleur» (1780). В 1781 – 82 годах они дают известный способ определять расширение твердых тел. Выработанные ими методы они вслед затем применяют для изучения животной теплоты. Сделав первые определения теплоты горения ряда веществ, они пришли к выводу, что теплота разложения соединения равна теплоте его образования. Лавуазье еще в 1777 году показал, что при дыхании поглощается кислород и образуется углекислый газ, т. е. процесс дыхания подобен горению; в 1783 – 84 году Лавуазье и Лаплас установили, что этот процесс для животных является главным источником теплоты.

Производя исследования над составом воздуха, Лавуазье установил те изменения, которым подвергается воздух при процессе дыхания животных. Уже упомянутое исследование «Sur la chaleur», сделанное Лавуазье совместно с Лапласом, а также исследования над дыханием животных, произведенные Лавуазье совместно с Сегеном в 1789 – 90 годах, имели громадное значение в физиологии. Эти исследования показали, что дыхание животных есть медленное горение, на счет которого в организме поддерживается всегда постоянный запас тепла. Траты, производимые в организме процессом горения, восполняются пищеварением. Названные исследования стараются установить соотношение между количеством выделяемой организмом углекислоты и состоянием покоя или работы, в котором организм находится. Лавуазье правильно понял значение и связь трех важных функций животного организма: дыхания, пищеварения и транспирации.

Новое в физиологии.

Физиология ведет от Лавуазье новую эру – опытного исследования жизненных процессов. Исследованиями над животной теплотой Лавуазье представил против витализма , царившего в то время в науках биологических, столь же сильные доводы, как исследованиями над горением тел и над составом воды против учения о флогистоне.

В этом отношении в воззрениях Лавуазье на природу различных состояний и связь их с теплотой уже ясно намечаются воззрения нашего времени.

Понятие элементарных тел и окончательное введение в химию атомизма.

В 1789 году в опубликованном «Начальном учебнике химии», где химия определялась как наука о составе веществ, об их анализе; вещества, которые в то время не могли быть разложены, Лавуазье назвал простыми. В их число он включил все известные в конце XVIII в. неметаллы, металлы, а также «земли» и радикалы. Лавуазье отнёс к простым веществам и гипотетические «невесомые начала», или флюиды, – «свет» и «теплород».

Понятие об элементарных телах могло быть в то время, конечно, чисто эмпирическое, так как для широкой философской его концепции не было еще данных. Элементарными телами Лавуазье считал те, которые в его время оставались еще неразложенными. Различие между двумя классами простых тел, металлами и металлоидами, принадлежит Лавуазье.

Лавуазье нанес, кроме того, окончательное поражение учению о стихиях, ведущему свое начало от времен глубокой древности. Взгляд на огонь, воздух, воду и землю, как на элементы, дожил до Лавуазье. Стоит развернуть, например, руководство Beaumé, «Chimie expérim. et raisonnée,» (1773), где автор называет огонь, воздух, воду и землю – первичными началами, входящими в состав всех известных тел.

Вопрос о трех состояниях тел, близко связанный с учением о стихиях теоретически был выдвинут Лавуазье, где он предполагал возможность превращения понижением температуры (и увеличением давления) всех газообразных тел в жидкости и в твердые тела («Traité», I, chap. 2). Эта теоретическое предположение Лавуазье практически осуществлена была только в конце XIX века работами Пикте, Кальете и др. над сжижением газов.

По воззрению Лавуазье газы состоят из весомого «основания» и из невесомой материи, теплоты, благодаря которой они сохраняют свое газообразное состояние. Если материю тепла отнимать от газа, то остается весомая материя в жидком или твердом виде, смотря по количеству отнятого тепла. Когда кислород соединяется с горючим телом, то тепло, скрытое в газообразном кислороде, освобождается и выделяется в виде жара и огня.

Лавуазье выделил огонь, т. е. его источник – теплоту из класса весомых тел и отнес его вместе со светом, магнетизмом и др. в разряд невесомых жидкостей (fluida – флюида). Такое разделение внесло большую ясность, как в общие воззрения, так и в расчеты химических превращений. Состав воздуха и воды был разъяснен Лавуазье; а что землю нельзя считать элементом, доказательств этому было уже накоплено много. Вместе с тем новое понятие об элементарных телах, установленное Бойлем (1661), было подкреплено Лавуазье и окончательно введено в науку. В этом отношении в воззрениях Лавуазье на природу различных состояний и связь их с теплотой уже ясно намечаются воззрения нашего времени.

Созданное Лавуазье направление привело к открытию новых веществ и к экспериментальному обоснованию стехиометрических законов , что подготовило почву для окончательного введения в химию Атомизма.

На пути к закону сохранения вещества.

Лавуазье первый придал важное значение количественной стороне химических превращений веществ и сделал весы необходимой принадлежностью химической лаборатории. Он сам во всех своих исследованиях руководился тем принципом, что при различных химических превращениях вещество не пропадает, не творится вновь и что поэтому веса тел, участвующих в химическом превращении, до превращения и после него, остаются неизмененными. Это положение высказывалось Лавуазье неоднократно, напр. в «Traité» (I, chap. 13).

Со времени Лавуазье указанная истина легла в основание научной химической системы («закон вечности вещества») и вместе с другой истиной, добытой в нашем веке физикой, именно – законом сохранения энергии, у истоков которого стоял Боскович , составляет основу современной философии природы... Руководясь принципом, указанным Лавуазье, исследователи быстро пришли к выводам необычайной важности, к установлению законов, управляющих весовыми отношениями соединяющихся между собою веществ; а эти законы, в связи с законами объемных отношений для газов, привели затем к установке понятий об атоме и частице, придающих необыкновенную простоту и ясность современной химической системе.

Важное достоинство, отличающее работы Лавуазье, состоит в точном научном методе, в духе которого они произведены. Как образец точной дисциплинированной мысли, работы Лавуазье так же бессмертны, как и результаты их. Вся система Лавуазье представляет логическую стройность и единство. Лавуазье внес в химию тот метод строгой критики и отчетливого анализа явлений, который до него уже оказался столь плодотворным в других областях точного знания, в механике, физике, астрономии. В этом отношении труд Лавуазье составляет звено в той цепи трудов, которые ставили целью открытие законов, управляющих явлениями природы, и имя Лавуазье стоит в одном ряду с немногими именами, каковы имена Галилея, Ньютона, Кеплера и др.

Биографические материалы подготовил Вадим Врачев .

Сочинения:

CEuvres, t. 1– 6, P., 1862 – 93; Correspondance, fasc. 1 – 2, P., 1955 – 65; в рус. пер. – Предварительное рассуждение из «Начального учебника химии», «Успехи химии», 1943, в. 5; О горении вообще, там же.

Лавуазье А.Л. Мемуары. Л., 1931

Литература:

Дорфман Я.Г., Лавуазье, 2 изд., М., 1962;

Фигуровский Н. А., Очерк общей истории химии. От древнейших времён до начала XIX в., М., 1969, гл. VI;

McKie D., Antoine Lavoisier, scientist, economist, socialreformer, L., 1952;

Daumas M., Lavoisier, theoricien et experimen-tateur, P., 1955;

Partington J.R., A history of chemistry, v. 3, L., 1962, p. 363;

D live en D.J., К1iсkstein H.S., A bibliography of the works of A. L. Lavoisier, N.Y., 1954.

Альбрехт фон Галлер сумел распознать механику ды­хания, но не смог проникнуть в существо этого процесса. Исследование химии дыхания выпало на долю Ла­вуазье, раскрывшего эту великую тайну природы после того, как он постиг другую, не менее важную тайну - сущность горения.

Для естествознания Лавуазье имеет такое же значе­ние, как Гарвей, ибо с Лавуазье также начинается новая эпоха - новый этап развития химии. Антуан Лоран Ла­вуазье родился в 1743 г. В Париже он изучал сначала право, затем естественные науки. Как специалист по хи­мии он был приглашен на должность управляющего го­сударственными пороховыми заводами, а незадолго до Французской революции стал управляющим дисконтной кассой. Кроме того, он был одним из тех могущественных генеральных сборщиков налогов, которые взяли у госу­дарства на откуп это дело; народ, естественно, их нена­видел. Между прочим, Лавуазье упрекали в том, что, будучи откупщиком табачной монополии, он подмачивал табак, чтобы увеличить его вес. Все это привело к тому, что когда Лавуазье вместе с другими генеральными сбор­щиками налогов был арестован и обвинен в вымогатель­ствах, судьба его была уже решена. Он умер 8 мая 1794 г. под гильотиной. Когда председатель суда узнал, какого великого ученого потеряла страна, он сказал: «Франция нуждается в справедливости, а не в ученых».

Издревле волшебные свойства огня вызывали в чело­веке чувства благоговения и ужаса и внушали ему самые диковинные представления. С наступлением же эпохи химии стали выдумывать новые теории, из которых особо следует отметить теорию флогистона Шталя, упомянуто­го в предыдущей главе, так как, будучи совершенно ложной, она тем не менее десятки лет смущала головы ученых. Согласно этой теории, во всем, что способно гореть, содержится определенное вещество - флогистон, которое в момент горения высвобождается и покидает горящее тело.

Верно же как раз противоположное. Занявшись из­учением сущности горения, Лавуазье помещал предмет на весы и сжигал его. Результаты опыта озадачили бы Шталя, если бы он мог их узнать. Оказалось, что в про­цессе горения ничего не улетучивалось - ни «флогистон», ни еще что-либо подобное, а, напротив, нечто прибавля­лось, так как обгоревший предмет становился тяжелее. Для каждого, кто занимался химией не умозрительно, а с помощью весов, это было очевидно.

Лавуазье раскрыл тайну процесса горения в год смер­ти Галлера. Он установил, что при горении из воздуха поступает вещество, способствующее тому, что продукт горения весит больше, чем взятый для опыта предмет. Это вещество «обызвествляет» металлы и содержится во всех кислотах. Лавуазье назвал его «оксигениум» (oxygenium), т. е. вещество, производящее кислоты, ко­роче - кислород.

В том же году Лавуазье сделал еще одно важное для физиологии открытие, а именно, что при дыхании человека и животного потребляется и расходуется то же веще­ство- кислород, другой же составной частью воздуха, остающейся в нем и не используемой при дыхании, является азот (azotum), т. е. вещество, не годное для дыхания. Он продолжал свои исследования, стремясь познать дыхание в целом, и доказал, что в результате обоих этих процессов - горения и дыхания, которые профану, а вначале и ученому казались столь различны­ми, образуется одно и то же.вещество, тот же «твердый воздух», как и в том случае, если полежавшую на откры­том воздухе известь облить кислотой. При этом можно обнаружить нечто улетучивающееся, но что можно уло­вить и исследовать и что оказывается кислотой, вслед­ствие чего «твердый воздух» называли также известко­вой кислотой. Лавуазье сумел получить известковую кис­лоту, сжигая уголь в лабораторной посуде, а потому предпочел назвать ее «углекислота».

Таким образом, Лавуазье открыл все самое главное в области дыхания, и ничто из того, что было выяснено позднее, не могло по своему значению сравняться с его открытиями. Ныне любой школьник знает, что благодаря дыханию в организм поступает необходимый для жизни кислород и удаляется из него большая часть продукта жизненного процесса - углекислоты. Дыхание способ­ствует также регулированию температуры тела, отнимая у него воду. Органами дыхания у человека и млекопи­тающих служат легкие, у рыб - жабры, у амфибий - еще и кожа, которая у человека играет в процессе ды­хания лишь второстепенную роль. Ныне различают ды­хание наружное и внутреннее. Первое обеспечивают легкие ипочки, под внутренним дыханием подразуме­вают газообмен между тончайшими кровеносными сосу­дами (капиллярами) и тканями. Ясно, что ткани нуж­даются в кислороде - ведь в этом и заключается смысл его поглощения, т. е. дыхания.

Определив сущность дыхания, Лавуазье разрешил также проблему животного тепла, которая уже более тысячелетия занимала человечество. Почему кожа живо­го человека теплая, почему кровь, сердце, внутренности, вынутые из живого животного, испускают пар? На эти вопросы у древних был один ответ: теплота имеет боже­ственное происхождение, это врожденное свойство людей и животных. Учение о врожденной теплоте (calor innatus) соответствовало и духу средневековья. Однако уже Гельмонта такое объяснение не удовлетворяло. У естествоиспытателя образование теплоты в живом организме всегда ассоциировалось с выделением тепла при броже­нии вина под влиянием ферментов. Оба явления каза­лись ему в чем-то сходными, и он считал, что они, воз­можно, вызваны одной и той же причиной. Но уже названные выше физики поспешили объяснить согревание тела трением крови о стенки кровеносных со­судов. Галлер считал такое объяснение неудовлетвори­тельным, но не мог предложить взамен ничего другого. Когда же Лаплас, великий астроном и физик, частично самостоятельно, частично в сотрудничестве с Лавуазье заложил основы учения о теплоте, для Лавуазье настало время заняться проблемой животной теплоты как физио­логу, т. е. найти источник этого тепла. Результатом яви­лось открытие того, что при дыхании происходит тот же процесс, то же окисление, как и при наружном горе­нии, - окисление углеродов в теле человека или живот­ного, но только в последнем случае не видно ни огня, ни пламени. Поэтому Лавуазье говорил, что жизнь - это медленное горение, т. е. соединение углерода с кислоро­дом внутри организма, при котором образуется живот­ная теплота. Здесь нет ничего мистического, но и ничего физического, а есть лишь химический процесс - один из процессов биохимии.

Открыв это, Лавуазье вновь обратился к наблюде­ниям за процессом дыхания. Он заключал животных в закрытое помещение и определял методом измерения и взвешивания, сколько они за тот или иной отрезок времени расходуют кислорода и сколько выделяют угле­кислоты. Когда Лавуазье со свойственной ему тщательностью, от которой все и зависело, проделал эти опыты, он обнаружил, что животные потребляют кислорода больше, чем выделяют выдыхаемой углекислоты. Ла­вуазье установил, что избыток потребляемой части кис­лорода расходуется на то, чтобы небольшое количество водорода, который содержится в теле, превратить в воду: известно же, что в выдыхаемом воздухе содержится не­которое количество влаги, - это может проверить каж­дый, подышав на зеркало. В настоящее время баланс воздуха при дыхании уточнен до малейших частиц. Выды­хаемый воздух примерно на четыре с половиной процента беднее кислородом, чем вдыхаемый, примерно на четыре процента богаче углекислотой и насыщен водяным паром. Лавуазье установил это при помощи сравнительно про­стых аппаратов, которыми располагал в то время. Он огласил свое открытие в 1790 г., но допустил вместе со своим сотрудником Сегеном ошибку, предположив, что окисление, а следовательно, и образование тепла проис­ходит в самом легком.

Работы Лавуазье открывали широкие перспективы для познания жизненных явлений с чисто естествовед­ческой, экспериментально-исследовательской точки зре­ния. Однако в дальнейшем в умственной жизни наступи­ла реакция, и, вопреки успехам физики и химии, ученые вновь начали искать «жизненную силу». Это замедлило научный прогресс, но не могло его остановить.

Похожие материалы:

8 мая 1794 года в Париже гильотина отделила от тела голову Антуана-Лорана Лавуазье — выдающегося французского учёного, одного из создателей современной химии. Ему было всего 50 лет.
Антуан-Лоран Лавуазье открыл закон сохранения вещества, ввел понятие химического элемента, показал несостоятельность теории флогистона, установил, что кислород является химическим элементом, объяснил процессы окисления, горения и дыхания, предложил новую номенклатуру химических соединений.
Антуан Лоран Лавуазье родился в семье адвоката 28 августа 1743 года. Отец Лавуазье Жан-Антуан был прокурором Верховного суда в Париже, а его мать Эмилия Пенктис — дочерью весьма богатого парижского адвоката. Первые годы жизни ребенок провел в Париже, в переулке Пеке, окруженном садами и пустырями. Мать его умерла, родив еще девочку, в 1748 году, когда Антуану Лорану было всего пять лет. Первоначальное образование он получил в коллеже Мазарини. Эта школа была устроена кардиналом Мазарини для знатных детей, но в нее принимали экстернов и из других сословий. Она была самой популярной школой в Париже.
Антуан учился отлично. Как многие из выдающихся ученых, он мечтал сначала о литературной славе и, находясь еще в коллеже, начал писать драму в прозе «Новая Элоиза», но ограничился только первыми сценами. По выходе из коллежа Лоран поступил на факультет права, — вероятно, потому, что его отец и дед были юристами и эта карьера начинала уже становиться традиционной в их семействе: в старой Франции должности обыкновенно передавались по наследству.
В 1763-м Антуан Лоран получил степень бакалавра, в следующем году — лиценциата прав. Но юридические науки не могли удовлетворить его безграничной и ненасытной любознательности. Он интересовался всем — от философии Кондильяка до освещения улиц. Он впитывал знания, как губка, всякий новый предмет возбуждал его любопытство, он ощупывал его со всех сторон, выжимая из него все, что возможно.
Вскоре, однако, из этого разнообразия начинает выделяться одна группа знаний, которая все более и более поглощает его: естественные науки. Не оставляя своих занятий правом, Антуан Лоран изучал математику и астрономию у Лакайля, очень известного в то время астронома, имевшего небольшую обсерваторию в коллеже Мазарини; ботанику — у великого Бернара Жюсье, с которым вместе гербаризировал; минералогию — у Гэтара, составившего первую минералогическую карту Франции; химию — у Руэля.
Первые работы Лавуазье были сделаны под влиянием его учителя и друга Гэтара. Гэтар предпринял ряд экскурсий. Лавуазье был его сотрудником в течение трех лет, начиная с 1763 года, и сопровождал его в поездках или «экскурсировал» один. Плодом этой экскурсии явилась его первая работа — «Исследование различных родов гипса». После пяти лет сотрудничества с Гэтаром, в 1768 году, когда Лавуазье исполнилось 25 лет, он был избран членом Академии наук.

В 1769 году произошло событие, в будущем предопределившее трагический конец ученого. Антуан Лавуазье вступил в генеральный откуп товарищем откупщика Бодона, уступившего ему третью часть своих доходов. «Ferme generate» было обществом финансистов, которому государство уступало за известную плату сбор косвенных налогов (винный, табачный, соляной, таможенные и крепостные пошлины). Контракт между откупом и государством заключался на шесть лет, в промежутке между окончанием одного и выработкой другого контракта сбор податей поручался (фиктивно) особо назначенному лицу, «генеральному подрядчику», который давал свое имя новому контракту и по утверждении его уступал право сбора откупщикам. Это была чистая формальность: труды «генерального подрядчика» ограничивались получением четырех тысяч ливров в год в течение шести лет. Таким образом, в распоряжении министра финансов оказывалась синекура.
Откупщиков ненавидели. Никто не верил в их честность. Они могут воровать, следовательно, они воруют, — так рассуждала публика. Как не погреть руки около общественного ящика? Это сам Бог велел! Таково было общее мнение об учреждении, членом которого стал Лавуазье. Некоторые из его товарищей по академии опасались, что занятия, связанные с новой должностью, пагубно повлияют на его научную деятельность. «Ничего, — утешал их математик Фонтэн, — зато он будет задавать нам обеды».
Устроившись в материальном отношении, Антуан Лавуазье вскоре женился на дочери генерального откупщика Польза. Женитьба Лавуазье была до некоторой степени избавлением для его невесты. Дело в том, что ее важный родственник, генерал-контролер (министр финансов) Террэ, от которого зависел Польз, во что бы то ни стало хотел выдать ее за некоего графа Амерваля, обнищалого дворянина, славившегося своими кутежами, скандалами и буйным характером и желавшего поправить свои финансы женитьбой на богатой мещаночке. Польз наотрез отказался от этой чести и так как Террэ настаивал, то откупщик решил поскорее выдать дочь замуж, чтобы прекратить всякий разговор о графе. Он предложил ее руку Лавуазье, и последний согласился.
В 1771 году Антуану Лавуазье было 28 лет, а его невесте — 14. Несмотря на молодость невесты, брак оказался счастливым. Лавуазье нашел в ней деятельную помощницу и сотрудницу в своих занятиях. Она помогала ему в химических опытах, вела журнал лаборатории, переводила для мужа работы английских ученых. Даже сделала рисунки для одной из книг.
Известный ученый Артур Юнг, путешествовавший по Франции в 1787 году, интересуясь «познанием всякого рода вещей», побывал также у Лавуазье и оставил такой отзыв о его жене «Г-жа Лавуазье, особа очень образованная, умная и живая, приготовила нам завтрак по-английски, но лучшая часть ее угощения, без сомнения, ее разговор, частью об «Опыте о флогистоне» Кирвана, частью о других предметах, которые она умеет передавать замечательно интересно».
Она гордилась успехами мужа больше, чем он сам. Недостатком ее характера была некоторая вспыльчивость, резкость и высокомерие. Тем не менее они уживались как нельзя лучше, связанные не только любовью, но и главным образом — дружбой, взаимным уважением, общими интересами и общей работой. Детей у них не было.

В жизни Антуан Лавуазье придерживался строгого порядка. Он положил себе за правило заниматься наукой шесть часов в день: от шести до девяти утра и от семи до десяти вечера. Остальная часть дня распределялась между занятиями по откупу, академическими делами, работой в различных комиссиях и так далее.
Один день в неделю посвящался исключительно науке. С утра А. Лавуазье запирался в лаборатории со своими сотрудниками, тут они повторяли опыты, обсуждали химические вопросы, спорили о новой системе. Здесь можно было видеть славнейших ученых того времени — Лапласа, Монжа, Лагранжа, Гитона Морво, Маккера. Лаборатория Лавуазье сделалась центром тогдашней науки. Он тратил огромные суммы на устройство приборов, представляя в этом отношении совершенную противоположность некоторым из своих современников.
Во второй половине XVIII века химия пребывала в состоянии лихорадочного оживления. Ученые работают не покладая рук, открытия сыплются за открытиями, выдвигается ряд блестящих экспериментаторов. Однако еще предстояло найти основной закон химии, руководящее правило химических исследований, создать метод исследования, вытекавший из этого основного закона; объяснить главные разряды химических делений и, наконец, выбросить мусор фантастических теорий, развеять призраки, мешавшие правильному взгляду на природу. Ему принадлежит ряд блестящих открытий, но почти все они были сделаны независимо от него другими учеными. Кислород, например, открыт Байеном и Пристли до Лавуазье и Шееле, независимо от первых трех; открытие состава воды приписывалось, кроме Лавуазье, Кавендишу, Уатту и Монжу.
В научной деятельности Антуан Лавуазье поражает ее строго логический ход. Сначала он вырабатывает метод исследований. Ученый ставит опыт. В течение 101 дня перегоняет воду в замкнутом аппарате. Вода испаряется, охлаждается, возвращается в приемник, снова испаряется и так далее. В результате получилось значительное количество осадка. Откуда он взялся? Тем не менее общий вес аппарата по окончании опыта не изменился: значит, никакого вещества извне не присоединилось. В этой работе Лавуазье убеждается во всеоружии своего метода — метода количественного исследования.
Овладев методом, Антуан Лавуазье приступает к своей главной задаче. Его работы, создавшие современную химию, охватывают период времени с 1772 по 1789 год. Исходным пунктом его исследований послужил факт увеличения веса тел при горении.
Переход медленной химической реакции в режим горения обусловлен нелинейной зависимостью константы скорости реакции от температуры, вследствие чего реакция при определенных (критических) условиях начинает идти с прогрессирующим самоускорением. Наиболее обширный класс реакций горения — окисление углеводородов (горение природных топлив), водорода, металлов и др.. В 1772 году он представил в академию коротенькую записку, в которой сообщал о результате своих опытов, показывающих, что при сгорании серы и фосфора они увеличиваются в весе за счет воздуха, иными словами, соединяются с частью воздуха.
Этот факт — основополагающее, капитальное явление, послужившее ключом к объяснению всех остальных. Никто этого не понимал. Объяснить факт горения значило объяснить целый мир явлений окисления, происходящих всегда и всюду — в воздухе, земле, организмах — во всей мертвой и живой природе, в бесчисленных вариациях и разнообразнейших формах.

Около шестидесяти мемуаров было им посвящено уяснению различных вопросов, связанных с этим исходным пунктом. В них новая наука развивается как клубок. Явления горения естественно приводят Лавуазье, с одной стороны, к исследованию состава воздуха, с другой — к изучению остальных форм окисления; к образованию различных окисей и кислот и уяснению их состава; к процессу дыхания, а отсюда — к исследованию органических тел и открытию органического анализа и т. д.
В 1775 году Антуан Лавуазье представил академии мемуар, в котором состав воздуха был впервые точно выяснен. Воздух состоит из двух газов: «чистого воздуха», способного усиливать горение и дыхание, окислять металлы, и «мефитического воздуха», не обладающего этими свойствами. Названия кислород и азот были даны позднее.
Теория горения повела к объяснению состава различных химических соединений. Уже давно различались окислы, кислоты и соли, но строение их оставалось загадочным. Все кислоты А.Лавуазье рассматривает как соединения неметаллических тел с кислородом: так, с серой он дает серную, с углем — угольную, с фосфором — фосфорную кислоту и т. д..
Наконец, знание водорода и продукта его окисления дало ему возможность положить основание в фундамент органической химии. Он определил состав органических тел и создал органический анализ путем сжигания углерода и водорода в определенном количестве кислорода.

Когда основы современной химии были созданы, Лавуазье решил соединить данные своих многочисленных мемуаров в виде сжатого очерка. В 1789 году появился его первый учебник современной химии — явление в своем роде единственное в истории наук: весь учебник составлен по работам самого автора. Работы Антуана Лавуазье захватили не одну только область химии; они знаменуют собою начало новой эры и в физиологии. Лавуазье первым свел явления жизни к действиям химических и физических сил и тем самым нанес сокрушительный удар по теориям витализма и анимизма. Он создал учение о дыхании как медленном окислении, происходящем внутри организма, причем кислород, соединяясь с элементами тканей, дает воду и углекислоту. Обмен газов при дыхании исследован им с такою полнотою, что дальнейшие исследования не прибавили к его данным почти ничего существенного.
Не меньшую важность имело учение Антуана Лавуазье о животной теплоте. Она развивается вследствие сгорания тканей за счет кислорода, поглощаемого при дыхании. Количество поглощаемого кислорода увеличивается на холоде, при пищеварении, а особенно при мускульной работе, то есть во всех этих случаях происходит усиленное горение. Пища играет роль топлива: «если бы животное не возобновляло того, что теряет при дыхании, оно скоро погибло бы, как гаснет лампа, когда в ней истощится запас масла».
Научные исследования и занятия откупом не помешали Лавуазье проявить удивительную энергию в академических делах. Число его докладов (не считая собственно ученых мемуаров) — более двухсот. В 1768 году он избран адъюнктом, в 1772-м Лавуазье стал действительным членом, в 1778-м — пенсионером, в 1785-м — директором академии.
В 1778 году Лавуазье купил имение Фрешин между Блуа и Вандомом за 229 тысяч ливров, затем приобрел и некоторые другие имения (всего на 600 тысяч ливров) и принялся за агрономические опыты, думая, что «можно оказать большую услугу местным земледельцам, давая им пример культуры, основанной на лучших принципах». В своем имении он не скупился на агрономические опыты и постепенно довел свое хозяйство до цветущего состояния.
Плодотворны были и результаты управления Лавуазье пороховыми заводами в 1775—1791 годах. За это дело он взялся со своей обычной энергией.

В 1787 г. предложил новую рациональную номенклатуру химических соединений, созданную им вместе со знаменитыми французскими химиками К. Бертолле, А. Фуркруа и Л. Гитоном де Морво. В докладе Парижской Академии наук авторы подчеркивали: «В соответствии с предложенной нами программой мы обратили особое внимание на наименования простых тел, поскольку названия сложных тел должны получаться из названий простых. «Жизненный воздух» мы переименовали в laquooxygene (кислород), так как при сгорании в нем большинство веществ превращается в кислоты. Вещества, называемые ранее «известями», мы называем "оксидан. Название «горючий воздух» мы изменили на laquohydiogene (водород), так как наиболее характерным свойством этого газа является образование воды при его взаимодействии с кислородом. «Удушливый воздух» мы переименуем в «азот», так как он не поддерживает жизни, вредит жизни.
Для названий различных кислот мы всегда брали производное от обозначения исходного элемента. Так, кислоту, получаемую из серы, мы назвали серной вместо купоросной, кислоту, полученную из фосфора, мы назвали фосфорной, из угля — угольной вместо воздушной.
В своей новой химической системе Лавуазье впервые разделил вещества на химические элементы (среди которых он выделил металлы и неметаллы) и химические соединения.
Исходя из представления о кислороде как главном химическом элементе, Лавуазье выделил три класса соединений: кислоты (соединения кислорода с неметаллами), основания (соединения кислорода с металлами) и соли (соединения кислот с основаниями).
Таким образом, Лавуазье систематизировал совокупность химических знаний в рамках созданной им общей теории. Это позволило не только объяснить известные ранее явления, но и количественно предсказывать новые. Старые, идущие от времен алхимии принципы классификации химических веществ Лавуазье заменил новой, рациональной химической номенклатурой. В течение немногим более десяти лет «борьба» между сторонниками и противниками теории флогистона завершилась победой приверженцев кислородной теории Лавуазье. В результате разработки теории Лавуазье химия поднялась на новую ступень развития, были созданы основы открытия в дальнейшем важнейших химических закономерностей.

Но вскоре в стране разразилась революция. Были открыты двери тюрем, крестьяне грабили и жгли поместья и замки. По постановлению Конвента в ноябре 1793 года были арестованы все бывшие откупщики.
Узнав эту новость, Лавуазье не вернулся домой и в течение четырех дней скрывался в королевском дворце в Лувре. Затем при невыясненных обстоятельствах он был арестован и отвезен в древний монастырь Пор-Рояль, превращенный в тюрьму Пор-Либер. Квартира и лаборатория Лавуазье были опечатаны, все имущество конфисковано. Конвент обязал Генеральный откуп составить отчет о своей деятельности. По предложению коллег Лавуазье взял на себя эту обязанность, оказавшись таким образом центральной фигурой откупщиков, их невольным адвокатом (Лавуазье имел юридическое образование). В его отчете не признавалось ни одного обвинения из предъявленных Комитетом общественной безопасности Конвента (злоупотребления, взяточничество, хищения и сокрытие средств). Следователем по делам Генерального откупа был член этого комитета, один из бывших сотрудников гигантского аппарата Откупа А. Дюпен. На судебном процессе с ходатайством о помиловании Лавуазье с учетом его огромных научных заслуг выступили только математики во главе с Лагранжем и минералог аббат Рене Аюи. Химики же, «друзья» и коллеги Лавуазье, депутаты Конвента Луи-Бернар Гитон де Морво, Антуан-Франсуа Фуркруа и другие молчали. Председатель Революционного трибунала Пьер-Андре Коффиналь в ответе на просьбу о помиловании Лавуазье, обвиненного как грабитель и враг народа, заявил: «Республика не нуждается в химиках и ученых. Не нару-шайте судебного процесса». В вынесенном приговоре о казни всех откупщиков третьим был назван отец жены Лавуазье Ж. Польз, а четвертым — Лавуазье.
Вечером 8 мая приговор был приведен в исполнение, а Франция лишилась одной из самых блестящих голов... Через два года Лавуазье был признан несправедливо осужденным, однако это уже не могло вернуть Франции замечательного ученого. Суд и казнь произошли столь быстро, что многие парижане узнали о происшедшем лишь из газет.
Рассказывают, что на встрече с немецким профессором химии и фармации И.-Б. Троммсдорфом (1770—1837) Наполеон спросил: «Кого Вы считаете главой химиков?». Троммсдорф ответил: «Химия потеряла свою голову, потеряла с Лавуазье».
В годы термидорианской реакции после падения Робеспьера в 1796 г. Лавуазье и все остальные откупщики были посмертно реабилитированы. Вдове Лавуазье было возвращено все имущество и все рукописи супруга. Она пыталась обвинить следователя Дюпена в мошенничестве и подлоге, но безуспешно: ни один суд не поддержал ее иска.
«Достаточно было мгновения, чтобы отрубить эту голову, и не хватит целого столетия, чтобы породить ей подобную», — сказал великий современник Лавуазье математик Жозеф-Луи Лагранж, узнав об этой казни.

ЛАВУАЗЬЕ, АНТУАН ЛОРАН (Lavoisier, Antoine Laurent) (1743–1794), выдающийся французский химик, один из создателей современной химии. Обнаружил, что воздух имеет сложный состав, определил состав воды, объяснил сущность горения и окисления, разработал принципы химической номенклатуры.

Родился 26 августа 1743, в очень состоятельной буржуазной семье. Отец был одним из 400 адвокатов, находившихся в ведении Парижского парламента, и хотел, чтобы сын тоже стал адвокатом, и тот окончил юридический факультет Парижского университета. Но Лавуазье больше привлекали естественные науки, поэтому одновременно с юриспруденцией он изучал математику, астрономию, ботанику, минералогию и геологию, химию под руководством лучших парижских профессоров. Уже в возрасте 22 лет представил работу в Парижскую Академию наук на тему О лучшем способе освещать улицы большого города, за которую в 1766 был награжден золотой медалью академии. При выполнении этой работы ярко проявились качества Лавуазье как исследователя: необыкновенная настойчивость и целеустремленность, изобретательность и тщательность при проведении экспериментов. Не имея приборов для измерения силы света (тогда таких приборов еще не было), он полтора месяца провел в темной комнате, повысить чувствительность глаз к свету. А участие в 1763–1767 в составлении минералогической карты Франции помогло ему выработать такие качества как наблюдательность и тщательность ведения рабочих журналов.

Благодаря работам по химическому анализу минералов, привезенных из экспедиции (статью Анализ гипса он представил в Академию еще в 1765), Лавуазье стал известен среди химиков. В 1768 он избран сверхштатным адъюнктом Академии наук по химии, в 1774 – экстраординарным, а в 1778 – ординарным (т.е. действительным) академиком. Во время Великой Французской Революции Лавуазье прилагал все силы, чтобы спасти академию, но это ему не удалось: в 1793 академия была упразднена, а в следующем году жертвой революции стал и он сам.

Кроме научных работ, Лавуазье выполнял множество других обязанностей. В 1775 он был назначен управляющим пороховым делом, которое требовало очень больших усилий. В результате за 13 лет производство пороха во Франции удвоилось, а его качество значительно улучшилось. При этом сам он жил в пороховом арсенале и здесь же устроил лабораторию, в которой выполнил основные исследования. Эта лаборатория стала фактически научным центром Парижа, в ней он устраивал демонстрации опытов, на которые приглашал не только химиков, пробуждая у широкого круга людей интерес к науке.

Помимо этого, Лавуазье выполнял массу самых разнообразных поручений: занимался изучением тюремного дела, улучшением положения земледельцев, контролем качества продуктов, снабжением водой морских судов, организацией благотворительных учреждений и страховых касс, народным просвещением, школами прядения и ткачества... В 1790 стал секретарем и казначеем комиссии по выработке рациональной системы мер и весов. В результате была разработана метрическая система, распространившаяся постепенно по всему миру. Но основные интересы Лавуазье были связаны с химией. В работе ему помогала жена Мария, которая стала фактически его секретарем, вела его рабочие журналы, переводила для него с английского научные статьи, рисовала и гравировала чертежи для его книг. На известной картине Портрет господина Лавуазье и его жены кисти Жака Луи Давида (1788) супруги Лавуазье запечатлены у лабораторного стола (сейчас эта картина хранится в Метрополитен-музее в Нью-Йорке).

Огромный вклад Лавуазье в науку заключался не только в получении новых фактов – этим занимались многие. Лавуазье фактически создал новую философию химии, новую систему ее понятий. В лаборатории, оборудованной по последнему слову науки и техники конца 18 в., Лавуазье провел эксперименты, выводы из которых оказали огромное влияние на химию и другие науки. Например, он показал, как с помощью точного взвешивания можно не только получить новые научные данные, но и подтвердить научную теорию.

В качестве примера можно привести опровержение одного заблуждения. В то время полагали, что вода при нагревании может самопроизвольно превращаться в твердое вещество. Действительно, когда «чистую» воду упаривали досуха, всегда обнаруживали некоторое количество сухого остатка, который называли «землей», поэтому и считали возможным превращение воды в твердое вещество – «землю». Это положение Лавуазье и решил проверить экспериментально в 1770. Прежде всего он постарался получить как можно более чистую воду. В те времена это можно было сделать единственным способом – перегонкой. Лавуазье взял наиболее чистую природную воду – дождевую, перегнал ее последовательно восемь раз, налил в предварительно точно взвешенный стеклянный сосуд, который затем герметично закупорил, и снова взвесил. После этого Лавуазье нагревал сосуд с водой почти до кипения в течение 100 дней. После прекращения опыта оказалось, что в воде действительно появилась «земля»! Однако повторное точное взвешивание сухого сосуда показало, что его масса уменьшилась, причем ровно настолько, сколько в нем образовалось твердого вещества. Таким образом, Лавуазье убедительно показал, откуда в воде появляется «земля» – она выщелачивается горячей водой из стекла; понятно, что при повышении температуры этот процесс идет значительно быстрее. В сильно упрощенном виде этот опыт и сейчас показывают на уроках естествознания в младших классах, выпаривая каплю водопроводной воды на стеклянной пластинке: сухой остаток показывает, что даже очень чистая с виду вода содержит небольшое количество солей. А термин «земля», как его понимали химики 18 в., до сих пор сохранился в названии щелочноземельных и редкоземельных элементов.

Самый важный вклад Лавуазье в науку – опровержение господствовавшей многие десятилетия теории флогистона и создание теории горения, основанной на опытных данных. Еще со времен Бойля большинство ученых полагало, что превращение многих металлов (железа, ртути, цинка, меди, свинца и др.) в оксиды при их прокаливании совершается за счет «присоединения огня». Опровержение этого постулата имело огромное значение для развития химии. В одном из опытов Лавуазье поместил в герметически закрытый стеклянный сосуд олово и нагрел его с помощью большой линзы. Олово превратилось в порошок оксида, что сопровождалось увеличением массы, однако общий вес сосуда остался неизменным, и это означало, что никакой огонь извне внутрь не проникал, а к металлу присоединилась какая-то часть воздуха.

Более известен знаменитый «двенадцатидневный опыт», который провел Лавуазье. Он нагревал ртуть в запаянной реторте, где она превращалась в оксид HgO, соединяясь с кислородом. Опыт продолжался так долго, потому что ртуть – малоактивный металл и при обычной температуре на воздухе не окисляется. Для проведения реакции Hg + 1/2O 2 → HgO требовалось длительное нагревание при температуре, близкой к температуре кипения ртути 357° C. Нагревать же реторту еще сильнее, чтобы ускорить реакцию кислорода с парами ртути, было нельзя, поскольку при температурах выше 400° C оксид ртути снова разлагается на металлическую ртуть и кислород. Поэтому и пришлось непрерывно прокаливать реторту в течение многих суток, пока содержащаяся в ней ртуть не превратилась полностью в оксид.

С помощью точного взвешивания Лавуазье показал, что масса оксида ртути равна массе металла и соединившегося с ним кислорода, и наоборот – образовавшийся оксид ртути разлагается с выделением тех же самых количеств ртути и кислорода. Увеличение массы металлов при прокаливании за несколько десятилетий до Лавуазье установил еще М.В.Ломоносов, однако его труды в то время оставались неизвестными в европейских странах. Таким образом, Лавуазье фактически заново открыл закон сохранения материи, который иногда называют законом Лавуазье – Ломоносова . Но Лавуазье не ограничился взвешиванием сосудов, а проанализировал изменения происходящие с воздухом, находящимся в контакте с металлом. Было известно, что при этом из воздуха исчезает 1/5 часть, но никто не знал, что собой представляет эта израсходованная часть воздуха и чем она отличается от оставшейся. Как показали эксперименты, остаток воздуха не поддерживает горения и дыхания лабораторных животных. Аналогичные результаты были получены при сжигании серы и фосфора.

Открытый в 1774 шведским химиком К.В.Шееле и английским химиком Дж.Пристли кислород помог Лавуазье понять, что именно кислород – это та пятая часть воздуха, которая присоединяется к металлу при прокаливании. (О своем открытии Пристли лично сообщил Лавуазье во время своего посещения Парижа в 1774). Развитая Лавуазье теория горения и окисления окончательно покончила с флогистоном – мифической горючей субстанцией, которая в процессе горения якобы выделяется из тел. Одновременно Лавуазье первым показал, что воздух – это не простое вещество, как считали до этого, а смесь «жизненного воздуха», или кислорода, и «нездорового воздуха», или азота, причем их объемы относятся примерно как 1:4. Лавуазье не только провел анализ воздуха, но осуществил его синтез, смешивая азот с искусственно полученным из оксида ртути кислородом.

Он объяснил также, какие изменения происходят с воздухом и при горении в нем свечи, и при дыхании мыши в замкнутом пространстве. Лавуазье показал, что дыхание – это по сути медленное горение, дающее животному энергию. При этом поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Он также установил состав углекислого газа. Для этого в одном из опытов он сжег алмаз, повторив эксперимент флорентийских академиков, которые еще в 1649 «испаряли» алмазы с помощью большого зажигательного зеркала. Доклад Опыты над дыханием животных и об изменениях, которые совершаются в воздухе, проходящем через их легкие, Лавуазье зачитал на заседании Академии 3 мая 1777 Эти опыты были исключительно важны для развития не только химии, но и физиологии.

Лавуазье подробно исследовал роль кислорода в образовании кислот. Известные тогда кислоты содержали этот элемент, поэтому он и получил латинское название oxygenium, то есть «рождающий кислоты». Особенно важную роль сыграли тщательные эксперименты по соединению с кислородом «горючего воздуха», то есть водорода, открытого Генри Кавендишем в 1767. Лавуазье, в соответствии со своей теорией, надеялся при сгорании водорода в кислороде получить какую-либо кислоту. Оказалось, однако, что при горении водорода образуется чистая вода. Горение водорода в кислороде и образование воды Лавуазье продемонстрировал, в сотрудничестве с физиком и математиком Пьером Симоном Лапласом, на заседании Академии наук 24 июня 1783. Собрав немного продукта реакции горения, Лавуазье и Лаплас обнаружили, что это совершенно чистая вода.

Спустя два года Лавуазье, работая совместно с инженером Жаном Батистом Мёнье, получил уже 45 г «искусственной воды». Для этого им пришлось сжечь в кислороде 60 л водорода. Количественные измерения показали, что 12 объемов водорода соединяются с 22,92 объемами кислорода. Отклонение этих результатов от истинного соотношение объемов (1:2) объясняется, очевидно, примесями в изучаемых газах. Одновременно было установлено соотношение масс этих газов, которое показало, что 1 часть водорода требует для сгорания примерно 8 частей воздуха. Таким образом, Лавуазье и воду «перевел» из разряда простых тел в сложные.

После синтеза воды Лавуазье провел ее анализ, как он привык поступать при работе с другими веществами. Вместе с Мёнье он разложил пары воды, пропуская их через раскаленный ружейный ствол и собирая выделяющийся газ. Одновременно железный ствол покрылся изнутри окалиной, то есть соединением металла с кислородом: 3Fe + 4H 2 O ® Fe 3 O 4 + 4H 2 , а газ оказался водородом. Это подтвердило качественный состав воды. А взвешивание продуктов реакции позволило рассчитать и ее количественный состав: 85% кислорода и 15% водорода (современные значения – 88,81 и 11,19%). Более того, Лавуазье теперь мог правильно истолковать такие реакции, как восстановление металлов из их оксидов водородом (например, CuO + H 2 ® Cu + H 2 O) и выделение водорода при действии кислот на металлы (например, Fe + Н 2 SO 4 ® FeSO 4 + H 2). Лавуазье предложил «железопаровой способ» получения водорода для заполнения воздушных шаров (вместо более дорогого, основанного на реакции чугунных стружек с раствором серной кислоты). Этот способ получения водорода применялся, наряду с другими, вплоть до середины 20 в.

Новая теория горения, несмотря на свою простоту и плодотворность, была враждебно встречена многими химиками. В Берлине, где особо чтили память создателя теории флогистона немецкого химика Георга Эрнста Шталя, Лавуазье был объявлен «научным еретиком», а его портрет подвергнут показательному сожжению. И даже соотечественник Лавуазье Пьер Жозеф Макёр, открывший желтую кровяную соль (), высмеивал его теорию. Но постепенно убедительные рассуждения Лавуазье, подкрепленные не менее убедительными опытами, начали привлекать на его сторону все большее число химиков. Этот процесс значительно ускорился после издания в 1789 Начального курса химии, который в течение трех лет был переведен на голландский, английский, итальянский и немецкий языки, опубликован во многих странах Европы и Америки. Сдался даже английский химик Ричард Кирван, один из самых жестких критиков Лавуазье, издавший в 1784 Очерк о флогистоне и о конституции кислот (в 1787 он вышел во французском переводе с критическими замечаниями Лавуазье и его соратников). В 1792 Кирван в письме к виднейшему французскому химику Клоду Луи Бертолле признался в том, что «кладет оружие и оставляет флогистон». Таким образом, теория Лавуазье восторжествовала.

Лавуазье сделал также много других научных открытий. Найдя, что при сжигании органических соединений образуется вода и углекислый газ, он установил, что в состав этих соединений входят углерод, кислород и водород. Одновременно Лавуазье выполнил первые анализы органических соединений, сжигая навески спирта, масла, воска и т.п. в определенном объеме кислорода и определяя объем выделившегося углекислого газа. Для сжигания он использовал также вещества, легко отдающие кислород: HgO, MnO 2 , KClO 3 . Исследуя процессы брожения сахаристых веществ, Лавуазье установил, что виноградный сахар при этом расщепляется с образованием спирта и углекислого газа. Вместе с Лапласом Лавуазье сконструировал ледяной калориметр, провел измерения тепловых эффектов химических реакций и этим заложил основы новой науки – термохимии.

В своем Курсе химии Лавуазье дал классификацию тел, деля их на простые и сложные, отнеся к последним оксиды, кислоты и соли. Всего он классифицировал в качестве элементов более 30 веществ, среди которых, помимо кислорода, азота, водорода, серы, фосфора, углерода и металлов, были также «теплород», «известь», «кремнезем» и т.п. Правда, он не утверждал, что все тела в его таблице действительно простые. «Элементами будут считаться все соединения, – писал он, – которые нельзя разложить никаким образом на более мелкие части; иными словами, если у нас нет способов разделить какое-либо вещество, то мы должны рассматривать его как элемент, как простое тело и не должны пытаться рассматривать его как сложное тело до той поры, пока эксперименты и наблюдения не приведут нас к противоположному выводу». Это определение сыграло важную роль на начальном этапе развития химии. Лавуазье предугадал сложный состав некоторых щелочей и кислот, ряда минералов, которые ранее считались элементарными, то есть неразложимыми на более простые. Очень важно, что Лавуазье, как истинный ученый, четко разделял опытные факты и гипотезы. Так, по поводу возможности в будущем разложить некоторые «земли» на металл и кислород (что было сделано Г.Дэви в начале 19 в.) Лавуазье пишет: «Я высказываю здесь простое предположение и надеюсь, что читатель не смешает то, что я даю как фактическую и опытную истину, с тем, что еще только гипотетично. Большое значение для науки имела работа Лавуазье в составе комиссии по химической номенклатуре. В 1787 Лавуазье, совместно с рядом известных французских химиков, предложил новую рациональную химическую номенклатуру. В соответствие с ней, получили современные названия многие простые и сложные неорганические соединения. Названия элементов подбирались так, чтобы по возможности отразить их свойства: кислород, водород, углерод, азот (в переводе с греческого – «нежизненный»). Кислоты получили название от элементов или веществ, из которых они получались: серная кислота, соляная, азотная, угольная, фосфорная и т.д. Это значительно облегчило систематизацию веществ.

Весьма плодотворная и полная высочайших научных достижений жизнь Лавуазье была достаточно спокойной в бытовом плане. Как писал итальянский историк химии Микеле Джуа, «его жизнь до последних лет не представляет ничего, что могло бы привлечь особое внимание историка; но ее финал, перенесенный стоически, ставит Лавуазье в ряды мучеников, достойных восхищения».

Знаменитый «93-й год» стал гибельным не только для французской монархии. Лавуазье погубила принадлежность к «Компании откупов», куда он вступил в 1769. Это была организация из 40 крупных финансистов, которые вносили в казну все государственные косвенные налоги (на соль, табак и т.п.) за счет собственных средств, а взамен получали право «откупать» эти налоги, взимая их с населения. Понятно, что в накладе они при этом не оставались, собирая вдвое больше потраченного, не считая большого жалованья. Поэтому народ ненавидел и систему откупа, и самих откупщиков. К 1791, когда система откупов была ликвидирована, Лавуазье нажил на ней огромное состояние – более миллиона ливров. Правда, сам он значительную часть доходов от откупа тратил на научные опыты. Так, только на опыты по определению состава воды он потратил 50 тыс. ливров. Но все это не могло служить оправданием в глазах революционного Конвента. «Республика не нуждается в ученых», – заявил председатель трибунала Коффиналь.

В 1793–1794 якобинцы развернули жестокий террор против «врагов народа», к которым причисляли любого, заподозренного во враждебности революции, будь то роялисты или сами революционеры. По декрету от 24 ноября 1793 были арестованы и все бывшие откупщики. Лавуазье мог скрыться, но сам отдался в руки властей, уверенный, что на суде он сможет опровергнуть обвинения, а его научные заслуги и широкая известность будут способствовать его оправданию. К сожалению, почти никто, даже из его ближайших друзей-академиков, палец о палец не ударил, чтобы способствовать спасению великого ученого. А ведь среди них были видные революционеры – Луи Бернар Гитон де Морво, Антуан Франсуа Фуркруа, Клод Луи Бертолле. А физик П.С.Лаплас, математик Г.Монж , химик Ж.А.Ассенфрац были активными членами Якобинского клуба. Многие из них благополучно пережили годы террора, а при правлении Наполеона получили в награду за научные труды графские титулы и богатое жалованье.

Как утверждает биограф Лавуазье Э.Гримо (его книга была опубликована в Париже в 1888), жена Лавуазье говорила, что ее муж стал жертвой не столько революции, сколько ученых, которые не спасли его. Возможно, ими руководил страх за собственную жизнь, как это часто бывает в годы террора, когда от гнева диктатора не спасает самое высокое положение. Так, английский биограф Фуркруа У.А.Смитон в своей книге, изданной в Лондоне в 1962, приводит такой факт. Фуркруа в Комитете общественного спасения произнес речь в защиту Лавуазье, но председатель Комитета Робеспьер никак на нее не отреагировал. Когда же Фуркруа ушел, Робеспьер разразился по его адресу такими угрозами, что один из членов Комитета немедленно сообщил Фуркруа, что его жизни угрожает опасность.

Официальную петицию в защиту Лавуазье направили только математик Ж.Ш.Борда и минералог Р.Ж.Аюи. Она не возымела действия, и Лавуазье, вместе с другими откупщиками был приговорен к смерти. В формулировке приговора фигурировали самые нелепые обвинения, например, в том, что Лавуазье подмачивал табак и добавлял в него вредные для здоровья вещества. Лавуазье был гильотинирован 8 мая 1974 Смерть он встретил достойно и мужественно. Узнав об этом, знаменитый математик Ж.Л.Лагранж сказал не менее знаменитому математику и физику Ж.Л.Даламберу: «Понадобилось лишь одно мгновение, чтобы отрубить эту голову, но, может быть, и столетия будет мало, чтобы создать подобную ей». Через два года Лавуазье был посмертно реабилитирован.

Лавуазье сделал так много для науки, что его жизнь и деятельность стала предметом спекуляций. С одной стороны, французские ученые 19 в. безудержно восхваляли его: «Химия – французская наука: она создана бессмертным Лавуазье» (Ш.А.Вюрц); «Вся современная наука есть только развитие трудов Лавуазье» (Э.Гримо). С другой стороны, в некоторых странах, особенно в Германии, роль ученого пытались всячески принизить. А изобретатель паровой машины Джеймс Уатт еще при жизни Лавуазье называл его пренебрежительно «французским финансистом». Утверждали даже, что Лавуазье прославился потому, что присваивал себе выдающиеся достижения других ученых. Это мнение опровергается не только фактами, но и тем, как Лавуазье вел себя в последние дни своей жизни. «Очевидно, – пишет М.Джуа, – что подобный человек не мог пытаться присвоить себе научные заслуги других, во что хотят заставить поверить его хулители». Современные историки науки единодушны в мнении о том, что «работы Лавуазье произвели в химии, пожалуй, такую же революцию, как два с половиной века до того открытия Коперника в астрономии» (Вильгельм Штрубе).

Илья Леенсон

Антуан Лоран Лавуазье - (1743-1794), французский химик , один из основоположников современной химии. Систематически применял в химических исследованиях количественные методы. Выяснил роль кислорода в процессах горения, окисления и дыхания (1772-77), чем опроверг теорию флогистона. Один из основателей термохимии. Антуан Лоран руководил разработкой новой химической номенклатуры (1786-87). Автор классического курса «Начальный учебник химии» (1789). В 1768-91 генеральный откупщик, во время Французской революции по суду революционного трибунала в числе других откупщиков гильотинирован.

Антуан Лоран Лавуазье родился в семье адвоката 28 августа 1743 года. Первые годы жизни ребенок провел в Париже, в переулке Пеке, окруженном садами и пустырями. Мать его умерла, родив еще девочку, в 1748 году, когда Антуану Лорану было всего пять лет. Первоначальное образование он получил в коллеже Мазарини. Эта школа была устроена кардиналом Мазарини для знатных детей, но в нее принимали экстернов и из других сословий. Она была самой популярной школой в Париже.

Антуан учился отлично. Как многие из выдающихся ученых, он мечтал сначала о литературной славе и, находясь еще в коллеже, начал писать драму в прозе «Новая Элоиза», но ограничился только первыми сценами. По выходе из коллежа Лоран поступил на факультет права, - вероятно, потому, что его отец и дед были юристами и эта карьера начинала уже становиться традиционной в их семействе: в старой Франции должности обыкновенно передавались по наследству.

В 1763-м Антуан Лоран получил степень бакалавра, в следующем году - лиценциата прав. Но юридические науки не могли удовлетворить его безграничной и ненасытной любознательности. Он интересовался всем - от философии Кондильяка до освещения улиц. Он впитывал знания, как губка, всякий новый предмет возбуждал его любопытство, он ощупывал его со всех сторон, выжимая из него все, что возможно.

Вскоре, однако, из этого разнообразия начинает выделяться одна группа знаний, которая все более и более поглощает его: естественные науки. Не оставляя своих занятий правом, Антуан Лоран изучал математику и астрономию у Лакайля, очень известного в то время астронома, имевшего небольшую обсерваторию в коллеже Мазарини; ботанику - у великого Бернара Жюсье, с которым вместе гербаризировал; минералогию - у Гэтара, составившего первую минералогическую карту Франции; химию - у Руэля.

Первые работы Лавуазье были сделаны под влиянием его учителя и друга Гэтара . Гэтар предпринял ряд экскурсий. Лавуазье был его сотрудником в течение трех лет, начиная с 1763 года, и сопровождал его в поездках или «экскурсировал» один. Плодом этой экскурсии явилась его первая работа - «Исследование различных родов гипса». После пяти лет сотрудничества с Гэтаром, в 1768 году, когда Лавуазье исполнилось 25 лет, он был избран членом Академии наук.

В 1769 году произошло событие, в будущем предопределившее трагический конец ученого. Антуан Лавуазье вступил в генеральный откуп товарищем откупщика Бодона, уступившего ему третью часть своих доходов. «Ferme generate» было обществом финансистов, которому государство уступало за известную плату сбор косвенных налогов (винный, табачный, соляной, таможенные и крепостные пошлины). Контракт между откупом и государством заключался на шесть лет, в промежутке между окончанием одного и выработкой другого контракта сбор податей поручался (фиктивно) особо назначенному лицу, «генеральному подрядчику», который давал свое имя новому контракту и по утверждении его уступал право сбора откупщикам. Это была чистая формальность: труды «генерального подрядчика» ограничивались получением четырех тысяч ливров в год в течение шести лет. Таким образом, в распоряжении министра финансов оказывалась синекура, которую он мог подарить кому-нибудь из своих протеже.

Откупщиков ненавидели. Никто не верил в их честность. Они могут воровать, следовательно, они воруют, - так рассуждала публика. Как не погреть руки около общественного ящика? Это сам Бог велел! Таково было общее мнение об учреждении, членом которого стал Лавуазье. Некоторые из его товарищей по академии опасались, что занятия, связанные с новой должностью, пагубно повлияют на его научную деятельность. «Ничего, - утешал их математик Фонтэн, - зато он будет задавать нам обеды».

Устроившись в материальном отношении, Антуан Лавуазье вскоре женился на дочери генерального откупщика Польза . Женитьба Лавуазье была до некоторой степени избавлением для его невесты. Дело в том, что ее важный родственник, генерал-контролер (министр финансов) Террэ, от которого зависел Польз, во что бы то ни стало хотел выдать ее за некоего графа Амерваля, обнищалого дворянина, славившегося своими кутежами, скандалами и буйным характером и желавшего поправить свои финансы женитьбой на богатой мещаночке. Польз наотрез отказался от этой чести и так как Террэ настаивал, то откупщик решил поскорее выдать дочь замуж, чтобы прекратить всякий разговор о графе. Он предложил ее руку Лавуазье, и последний согласился.

В 1771 году Антуану Лавуазье было 28 лет, а его невесте - 14. Несмотря на молодость невесты, брак оказался счастливым. Лавуазье нашел в ней деятельную помощницу и сотрудницу в своих занятиях. Она помогала ему в химических опытах, вела журнал лаборатории, переводила для мужа работы английских ученых. Даже сделала рисунки для одной из книг.

Известный ученый Артур Юнг, путешествовавший по Франции в 1787 году, интересуясь «познанием всякого рода вещей», побывал также у Лавуазье и оставил такой отзыв о его жене «Г-жа Лавуазье, особа очень образованная, умная и живая, приготовила нам завтрак по-английски, но лучшая часть ее угощения, без сомнения, ее разговор, частью об «Опыте о флогистоне» Кирвана, частью о других предметах, которые она умеет передавать замечательно интересно».

Она гордилась успехами мужа больше, чем он сам. Недостатком ее характера была некоторая вспыльчивость, резкость и высокомерие. Тем не менее они уживались как нельзя лучше, связанные не только любовью, но и главным образом - дружбой, взаимным уважением, общими интересами и общей работой. Детей у них не было.

В жизни Антуан Лавуазье придерживался строгого порядка. Он положил себе за правило заниматься наукой шесть часов в день: от шести до девяти утра и от семи до десяти вечера. Остальная часть дня распределялась между занятиями по откупу, академическими делами, работой в различных комиссиях и так далее.

Один день в неделю посвящался исключительно науке. С утра А. Лавуазье запирался в лаборатории со своими сотрудниками, тут они повторяли опыты, обсуждали химические вопросы, спорили о новой системе. Здесь можно было видеть славнейших ученых того времени - Лапласа, Монжа, Лагранжа, Гитона Морво, Маккера. Лаборатория Лавуазье сделалась центром тогдашней науки. Он тратил огромные суммы на устройство приборов, представляя в этом отношении совершенную противоположность некоторым из своих современников.

Во второй половине XVIII века химия пребывала в состоянии лихорадочного оживления. Ученые работают не покладая рук, открытия сыплются за открытиями, выдвигается ряд блестящих экспериментаторов. Однако еще предстояло найти основной закон химии, руководящее правило химических исследований, создать метод исследования, вытекавший из этого основного закона; объяснить главные разряды химических делений и, наконец, выбросить мусор фантастических теорий, развеять призраки, мешавшие правильному взгляду на природу. Ему принадлежит ряд блестящих открытий, но почти все они были сделаны независимо от него другими учеными. Кислород, например, открыт Байеном и Пристли до Лавуазье и Шееле, независимо от первых трех; открытие состава воды приписывалось, кроме Лавуазье, Кавендишу, Уатту и Монжу.

В научной деятельности Антуан Лавуазье поражает ее строго логический ход . Сначала он вырабатывает метод исследований. Ученый ставит опыт. В течение 101 дня перегоняет воду в замкнутом аппарате. Вода испаряется, охлаждается, возвращается в приемник, снова испаряется и так далее. В результате получилось значительное количество осадка. Откуда он взялся? Тем не менее общий вес аппарата по окончании опыта не изменился: значит, никакого вещества извне не присоединилось. В этой работе Лавуазье убеждается во всеоружии своего метода - метода количественного исследования.

Овладев методом, Антуан Лавуазье приступает к своей главной задаче. Его работы, создавшие современную химию, охватывают период времени с 1772 по 1789 год. Исходным пунктом его исследований послужил факт увеличения веса тел при горении. В 1772 году он представил в академию коротенькую записку, в которой сообщал о результате своих опытов, показывающих, что при сгорании серы и фосфора они увеличиваются в весе за счет воздуха, иными словами, соединяются с частью воздуха.

Этот факт - основополагающее, капитальное явление, послужившее ключом к объяснению всех остальных. Никто этого не понимал, да и современному читателю может с первого взгляда показаться, что речь идет здесь о единичном неважном явлении... Но это неверно. Объяснить факт горения значило объяснить целый мир явлений окисления, происходящих всегда и всюду - в воздухе, земле, организмах - во всей мертвой и живой природе, в бесчисленных вариациях и разнообразнейших формах.

Около шестидесяти мемуаров было им посвящено уяснению различных вопросов, связанных с этим исходным пунктом. В них новая наука развивается как клубок. Явления горения естественно приводят Лавуазье, с одной стороны, к исследованию состава воздуха, с другой - к изучению остальных форм окисления; к образованию различных окисей и кислот и уяснению их состава; к процессу дыхания, а отсюда - к исследованию органических тел и открытию органического анализа и т. д.

В 1775 году Антуан Лавуазье представил академии мемуар, в котором состав воздуха был впервые точно выяснен. Воздух состоит из двух газов: «чистого воздуха», способного усиливать горение и дыхание, окислять металлы, и «мефитического воздуха», не обладающего этими свойствами. Названия кислород и азот были даны позднее.

Теория горения повела к объяснению состава различных химических соединений. Уже давно различались окислы, кислоты и соли, но строение их оставалось загадочным. Все кислоты А.Лавуазье рассматривает как соединения неметаллических тел с кислородом: так, с серой он дает серную, с углем - угольную, с фосфором - фосфорную кислоту и т. д..

Наконец, знание водорода и продукта его окисления дало ему возможность положить основание в фундамент органической химии. Он определил состав органических тел и создал органический анализ путем сжигания углерода и водорода в определенном количестве кислорода. «Таким образом, историю органической химии, как и неорганической, приходится начинать с Лавуазье». (Н. Меншуткин)

Когда основы современной химии были созданы, Лавуазье решил соединить данные своих многочисленных мемуаров в виде сжатого очерка. В 1789 году появился его первый учебник современной химии - явление в своем роде единственное в истории наук: весь учебник составлен по работам самого автора. Работы Антуана Лавуазье захватили не одну только область химии; они знаменуют собою начало новой эры и в физиологии. Лавуазье первым свел явления жизни к действиям химических и физических сил и тем самым нанес сокрушительный удар по теориям витализма и анимизма. Он создал учение о дыхании как медленном окислении, происходящем внутри организма, причем кислород, соединяясь с элементами тканей, дает воду и углекислоту. Обмен газов при дыхании исследован им с такою полнотою, что дальнейшие исследования не прибавили к его данным почти ничего существенного.

Не меньшую важность имело учение Антуана Лавуазье о животной теплоте . Она развивается вследствие сгорания тканей за счет кислорода, поглощаемого при дыхании. Количество поглощаемого кислорода увеличивается на холоде, при пищеварении, а особенно при мускульной работе, то есть во всех этих случаях происходит усиленное горение. Пища играет роль топлива: «если бы животное не возобновляло того, что теряет при дыхании, оно скоро погибло бы, как гаснет лампа, когда в ней истощится запас масла».

Научные исследования и занятия откупом не помешали Лавуазье проявить удивительную энергию в академических делах. Число его докладов (не считая собственно ученых мемуаров) - более двухсот. В 1768 году он избран адъюнктом, в 1772-м Лавуазье стал действительным членом, в 1778-м - пенсионером, в 1785-м - директором академии.

В 1778 году Лавуазье купил имение Фрешин между Блуа и Вандомом за 229 тысяч ливров, затем приобрел и некоторые другие имения (всего на 600 тысяч ливров) и принялся за агрономические опыты, думая, что «можно оказать большую услугу местным земледельцам, давая им пример культуры, основанной на лучших принципах». В своем имении он не скупился на агрономические опыты и постепенно довел свое хозяйство до цветущего состояния.

Плодотворны были и результаты управления Лавуазье пороховыми заводами в 1775-1791 годах. За это дело он взялся со своей обычной энергией.

Во время Французской революции, как один из откупщиков, ученый Антуан Лавуазье попал в тюрьму . 8 мая 1794 года состоялся суд. По сфабрикованному обвинению 28 откупщиков, в том числе и Лавуазье, были приговорены к смертной казни. Лавуазье шел четвертым по списку. Перед ним казнили его тестя Польза. Затем наступила его очередь.

«Палачу довольно было мгновения, чтобы отрубить эту голову, - сказал на другой день Лагранж, - но, может быть, столетия будет мало, чтобы произвести другую такую же».