Очерк общей истории химии. От древнейших времен до начала XIX в.

После появления первой критической статьи Пруста (1801 г.) Бертолле счел нужным ответить последнему, отстаивая свои положения. Завязалась интересная и исторически весьма важная полемика, продолжавшаяся несколько лет (до 1808 г.) И хотя доводы Пруста, по-видимому, не вполне убедили Бертолле, который еще в 1809 г. признавал возможность существования соединений переменного состава (70), все химики встали на точку зрения Пруста, которому принадлежит, таким образом, заслуга экспериментального установления закона постоянства состава химических соединений.

Жозеф Луи Пруст (71) (1754–1826) родился во французском городе Анжере, где его отец был аптекарем. В аптеке отца он получил первые фармацевтические и химические знания. Юношей он отправился в Париж, работал здесь учеником аптекаря, затем стал студентом университета, особенно увлекшись химией. Он слушал лекции Руэля и стал его любимым учеником. После смерти Руэля Пруст некоторое время работал в Испании (1777–1780) и вновь вернулся в Париж, где продолжил образование. В период революции он вновьуехал в Испанию, некоторое время работал в Сеговии, а затем был профессором химии в Саламанке (с 1789 г.). В 1791 г. Пруст был приглашен в Мадридский университет, в его распоряжение была предоставлена прекрасно оборудованная и обеспеченная всем необходимым лаборатория, в которой он выполнил свои выдающиеся исследования.

В 1808 г., когда Испания была оккупирована французскими войсками под командованием Мюрата, лаборатория Пруста была разрушена и ему пришлось вернуться во Францию. Здесь он жил в бедности и не имел лаборатории, но, несмотря на это, продолжал некоторые исследования. Его положение несколько изменилось в 1816 г., когда он был избран членом Парижской академии наук и ему была назначена пенсия. В 1818 г. он вернулся в Анжер, где через несколько лет и умер.

Пруст был типичным представителем «аналитического периода». Его исследования были посвящены количественному анализу солей олова, меди, железа, никеля, сурьмы, кобальта, серебра и золота (1799–1806). Результаты, полученные Прустом, значительно расширили сведения об этих металлах и их солях. Он изучил также металлические соли органических кислот (например, ацетат меди) и посвятил несколько исследований вопросам органической химии. Он исследовал, в частности, «медовый сахар» и установил его отличие от «тростникового сахара» (72), изучал соединения синильной кислоты, сыр, а также различные продукты животных организмов. Так, известны его работы о мочевине и моче, ферментах, клейковине и др.

Пруст разработал также и некоторые методы аналитической химии. Особенно здесь следует назвать сероводородный метод осаждения металлов, получивший широкое распространение и большое практическое значение в дальнейшем. Как и многие химики-аналитики того периода, Пруст занимался и техническими вопросами, например вопросами, связанными с приготовлением пороха, запальных фитилей и т. д.

Сущность спора Бертолле и Пруста, как мы уже видели, сводилась к вопросу о том, что представляет собой химическое соединение с точки зрения его количественного состава. Многие историки химии, говоря об ошибочных взглядах Бертолле в этом вопросе, обычно указывают, что они связаны в определенной степени с низкой точностью химических анализов того времени и, в частности, анализов самого Бертолле (73). Но мы убедились, что концепция переменного состава химических соединений у Бертолле представляет собой логическое следствие его учения о сродстве. Лишь в процессе спора с Прустом неточность анализов Бертолле действительно оказалась одним из его «слабых мест».

Химические анализы Пруста отличались достаточно высокой точностью для того времени. Результаты своих исследований состава солей Пруст публиковал под заглавием «Факты для служения истории» (74).

Выступая в связи с утверждением Бертолле о том, что окислы металлов имеют переменный состав, Пруст показывает, что металлы могут образовать один, два, а иногда и три различных окисла. В сущности, еще до начала полемики Пруст в 1799 г. показал, что медь дает два окисла — закись и окись, так же как и олово….

…В той же статье 1799 г. Пруст посвящает целый раздел составу карбоната меди. Он впервые обнаруживает, что в состав карбоната входит гидратная вода в определенной пропорции, и констатирует, что искусственно полученный и природный карбонаты меди не отличаются друг от друга по составу. Он пишет: «Поскольку 100 частей такого [природного] карбоната, растворенные в азотной кислоте и выделенные щелочными карбонатами, дают нам 100 частей искусственного карбоната, причем основой этих двух соединений является черная окись [меди], должно признать существование невидимой руки, которая как бы держит весы при образовании соединений и возникновении их свойств; согласно ее воле мы должны заключить, что природа действует в глубинах земного шара так же, как и на его поверхности или же в руках человека.

«Эти совершенно неизменные пропорции, эти постоянные атрибуты, характеризующие собою истинные соединения, как природные, так и искусственные, словом, этот pondus naturae [60], так хорошо виденный Шталем, — все это, по моему мнению, подвластно химику не больше чем закон избирательности, господствующий во всех соединениях» (76).

Бертолле был принужден начать специальное исследование для обоснования и защиты своих взглядов. Действием углекислого газа на едкую щелочь под давлением он получил кристаллы, отличающиеся по составу от известных ранее карбонатов щелочных металлов. При нагревании эти кристаллы выделяли углекислый газ и превращались в соли другого состава. Пруст возразил Бертолле, что углекислый газ в этом случае может присоединиться только к некоторым молекулам едких щелочей из общего взятого их количества. Бертолле в свою очередь привел довод, что при действии на его углекислые соединения муриевой (соляной) кислоты из этих соединений выделяется углекислый газ. На этом основании он сделал вывод, что его соединения представляют собой «под-карбонат» — некоторое соединение с малым содержанием углекислоты (sous-carbonate) и что углекислота распределена во всем объеме щелочи вполне равномерно.

Словом, спор шел вокруг понятий «химическое соединение» и «механическая смесь» и точных признаков этих образований. Бертолле не мог не признать, что Пруст прав, так как против результатов превосходных анализов последнего трудно было возражать. Однако Бертолле еще цеплялся за некоторые, по его мнению, доказательные факты. Так, он указывал, что ему удалось изолировать четыре окисла свинца, получаемых при накаливании металла на воздухе. Но все же Бертолле уже не настаивал на всеобщности своего принципа переменного состава соединений. Он лишь требовал точных определений понятий «соединение» и «смесь». Но Пруст еще не мог дать таких определений.

Спор велся на примерах различных веществ — окислов, сульфидов и др. Пытаясь найти определяющие характеристики смеси и соединения, Пруст писал в 1806 г.: «Но могут спросить, какую же разницу вы видите между вашими химическими соединениями и теми совокупностями сочетаний, которые не связываются природой прочно в определенных постоянных пропорциях? Действительно ли сила, заставляющая металл растворяться в сере, отличается от той, которая заставляет один сернистый металл растворяться в другом? Я не буду спешить отвечать на подобный вопрос, так как опасаюсь переступить границу еще не достаточно обстоятельно изученной области. Но тем не менее указанные мною выше различия, надеюсь, разъяснятся, если задаться вопросом: является ли притяжение, благодаря которому соль растворяется в воде, тем же самым или же нет, что и притяжение, заставляющее определенные количества углерода и водорода растворяться в определенном же количестве кислорода, с образованием сахарного раствора, получающегося на наших заводах? При такой постановке вопроса мы отчетливо видим, что эти два вида притяжения настолько отличны по своим результатам, что смешивать их никак невозможно» (77). Пруст стоял на грани открытия закона кратных отношений. И если ему не удалось сделать этого открытия, то объяснить это можно лишь тем, что он не придавал значения атомистике. Что же касается Бертолле, то он был антиатомистом. А. Вюрц, ссылаясь на написанное Бертолле «введение» к французскому изданию многотомной «Системы химии» Томаса Томсона — пропагандиста Дальтона, указывает, что Бертолле в этом издании «нападает весьма ожесточенно на атомистическую систему и даже на самый закон определенных отношений как на закон, мало согласный с теми мнениями, которые он сам высказал о весовых отношениях простых тел при соединении их между собою» (78). Действительно, в этом «введении» Бертолле можно найти, правда, весьма «мягкие», но определенные высказывания против атомистики (79). Тем не менее Прусту принадлежит главная заслуга в открытии важнейшего и первого основного закона химии — закона постоянства состава химических соединений.