Генри Кавендиш-опыты над воздухом

Генри Кавендиш (1731—1810) был родом из очень знатной и богатой семьи. Сын лорда, третьего сына второго герцога Девонширского и четвертой дочери Генриха, герцога Кентского. Громкие титулы родителей в какой-то мере раздражали юного Генри. Он рос скромным и застенчивым мальчиком, сохранив эти прекрасные черты характера на всю жизнь, даже, пожалуй, значительно приумножив их в зрелом возрасте.

Поступив в Кембридж, Г. Кавендиш вскоре оставил колледж, который пришелся ему не по вкусу, и вернулся в Лондон под родительский кров. Он начинает заниматься математикой, физикой и химией. Устраивает лабораторию в конюшнях, примыкающих к дому его отца, и в ней проводит экспериментальные исследования. Имея большие средства, он приобретает по тем временам уникальное оборудование и целиком погружается в работу. Свои труды Г. Кавендиш не спешит публиковать, тщательно и досконально проверяет каждый эксперимент и только в 1766 году издает химический трактат «Три работы, содержащие опыты с искусственными видами воздуха». Эта первая публикация приносит ему заслуженную известность.

После смерти отца и тети он становится обладателем фантастического богатства. Впоследствии один из его друзей скажет: «Он был самым богатым из ученых и, вероятно, самым ученым среди богачей». Его не волновали политические проблемы и революция во Франции, взбудоражившая всю Европу. Кавендиш полностью был отдан загадочному миру — миру научных исследований. Он зорко всматривался в различные явления природы и раскрывал в них то, что еще никому не удавалось понять.

Ученого по праву считают отцом пневматической химии, направления, занимающегося изучением газов. В 1766 году он описал получение «горючего воздуха» (водорода), ошибочно принимая его за чистый флогистон. Действуя серной кислотой на цинк и наблюдая выделение газа, он считал, что реакция протекает по схеме:

формула оксид

«Горючий воздух» получали и раньше, даже алхимики знали, что при действии кислот на металлы выделяются пузырьки, но они рассматривали их как простое видоизменение воздуха.

Наш соотечественник М. В. Ломоносов был также знаком с «горючим воздухом» и в 1745 году писал, что «при растворении какого-либо неблагородного металла, особенно железа, в кислотных спиртах из отверстия склянки вырывается горючий пар, который представляет собой не что иное, как флогистон».

Научная деятельность М. В. Ломоносова приходится на период, когда теория флогистона достигла своего расцвета. Однако, принимая флогистон, М. В. Ломоносов подвергает критике представления о его невесомости и показывает, что это конкретное материальное вещество — водород.

Таким образом, Г. Кавендиш не был оригинальным в своих суждениях относительно того, что «горючий воздух»— материальное вещество. Как видим, М. В. Ломоносов на два десятилетия раньше пришел к подобному выводу, но его работа «О металлическом блеске», опубликованная в 1751 году, где ученый приводит свои рассуждения по этому вопросу, осталась незамеченной его современниками.

Выделив «горючий воздух» и изучив его свойства, Г. Кавендиш утверждал, что это отдельное вещество с индивидуальными свойствами. Флогистонные заблуждения не помешали ему исследовать природу открытого им газа, определить его плотность и установить, что он в 11 раз легче воздуха (по современным данным, в 14 раз).

Всю жизнь Г. Кавендиш неукоснительно следовал своему девизу в науке: «Все определяется мерой, числом, весом». Изучая количественный состав атмосферного воздуха, он нашел, что дефлогистированный воздух, как тогда называли кислород, составляет 20,84 % от общей массы воздуха — точность, с которой найдена эта величина, изумляет (по современным измерениям, 20, 95%).

В 80-х годах XVIII века Г. Кавендиш обнаружил, что при горении металлы связываются с дефлогистированным воздухом. Так он объяснял и горение водорода. Первоначально ученый считал, что водород и есть столь долго разыскиваемый флогистон, но позже отказался от этого предположения и стал рассматривать водород как гидрат флогистона, т. е. соединение последнего с водой.

В 1784 году Г. Кавендиш применяет эвдиометр — прибор, в котором через смесь обычного воздуха и «горючего воздуха» пропускается электрический разряд и при взрыве смеси образуется вода. В статье «Опыты над воздухом» (1785) он писал: «Резюмируя, можно заключить из этих опытов, что при взрыве горючего воздуха и обычного воздуха, взятых в подходящей пропорции, почти весь горючий воздух и около пятой части обычного воздуха теряют свою упругость и конденсируются в туман. Опыт показывает, что этот туман представляет собой обычную воду…».

Оставаясь приверженцем теории флогистона, он рассматривает горение водорода как реакцию соединения дефлогистированного воздуха с флогистоном, что и приводит, по его мнению, к образованию воды. Хотя Г. Кавендиш излагает результаты исследований в соответствии с теорией флогистона, это отнюдь не означает, что он не был знаком с идеями А. Лавуазье. В одной из работ Г. Кавендиш отмечал, что явления природы можно объяснять и без привлечения флогистона, как это делает А. Лавуазье, но что он придерживается теории флогистона.

С присущим ему английским консерватизмом, переплетающимся с глубокой научной убежденностью, Г. Кавендиш продолжал отстаивать теорию флогистона, уже отживающей свой, отчасти даже славный, век. Много дней и ночей потратил Кавендиш на поиски этого эфемерного феномена. Можно только догадываться, сколько сомнений и долгих раздумий стоит за его фразой: «Я не знаю средства, как переносить флогистон с одного тела на другое…» С позиций теории флогистона он пытался объяснить и процесс получения жидкой воды в эвдиометре, что было лишь еще одним заблуждением великого химика. Его светлый и пытливый ум был совсем близок к раскрытию состава воды, и все же эта многовековая загадка ускользнула от него.

Ныне мы восхищаемся удивительной способностью Г. Кавендиша в эпоху качественных исследований выполнять многие тончайшие количественные измерения и его умением делать из них важные выводы, ставшие фундаментом для новых реформ в химии.

Надо полагать, Г. Кавендиш не без интереса познакомился с научными трактатами своего выдающегося соотечественника Дж. Пристли, вышедшими в трех книгах под заглавием «Опыты и наблюдения над различными видами воздуха».

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *