Непросто было освоить искусство управления огнем. В XVII — XVIII вв. для поддержания особенно высокой температуры использовали печи из огнеупорного кирпича, в которых в центре свода достигалась температура до 1500 °С. Эти печи многократно применяли Парацельс, Бойль, Чирнгауз, Бёттгер, Гомберг (1702 г.) и Жоффруа (1709 г.). Некоторые из этих изящно оформленных аппаратов находятся в Дрездене, в коллекции физико-математического отдела в музее Цвингер.
Химическая аппаратура (из книги И. Р. Глаубера, 1661 г.). Слева направо — перегонка квасцов для получения серной кислоты; установка для перегонки; аппарат для сублимации
Для проведения особенно важных экспериментов использовали "зажигательные стекла". С их помощью, например, в стеклянных колбах плавили и прокаливали свинец и другие металлы. Такие экспериментаторы, как Дж. Мэйоу и М. В. Ломоносов, отмечали, что после проведения этих операций образуется "известь", более тяжелая, чем исходный металл. Причиной этого Бойль считал "огненные частицы", проникающие через стекло. Однако это объяснение было позже опровергнуто в результате проведения экспериментов.
Непросто было также долго поддерживать и относительно невысокие температуры. Уже Марии-Еврейке[58] приписывали изобретение водяной бани ("бани Марии"). Гебер (псевдо-Джабир — Перев.) предпочитал зольную баню, иные алхимики — песчаную, Парацельс — баню из железных опилок, нагреваемых паром. Итальянец И. Коста широко использовал метод нагревания паром "ароматической воды". Более низкие температуры Гебер и Луллий получали, применяя смеси органических удобрений. Брожение виноградных выжимок или дубильного корья также применялось для поддержания невысоких температур, необходимых для проведения некоторых химических процессов.
Нагревание колб с помощью зажигательных стекол (XVI в.)
Экспериментаторы использовали для нагрева свечи, масляные лампы и начиная с XVI в. спиртовые горелки. В 1773 г.Бауме и в 1794 г. Гёттлинг описали конструкции специальных "ламповых печей". Гитон де Морво в 1798 г. применял для изучения химических процессов спиртовые лампы улучшенной конструкции. По словам Германа Коппа, эти лампы имели в XVIII в. то же значение, что и в первой половине XIX в. спиртовые лампы (которые рекомендовал применять Берцелиус) [11, т. 11, с. 23].
Печи и аппараты для перегонки (из книги И. Шредера 'Фармакопея', 1700 г.). Справа — ручная мельница
После открытия кислорода в конце XVIII в. его стали использовать для создания еще более высоких температур, чем те, которые до этого достигались лишь с помощью "зажигательных стекол". Пристли, а позднее и Лавуазье направляли поток газообразного кислорода на горящий уголь. Таким образом они расплавляли помещенные на поверхности угля вещества, которые ранее никому не удавалось превратить в жидкость. Марсе в 1813 г. показал, что можно получить высокие температуры при вдувании кислорода в пламя спиртовой горелки.
Андреас Либавий (1540-1616).[59]
В XIII-XVIII вв. существовали довольно грубые оценки нагрева веществ. Так, Гебер различал три "степени тепла", Либавий — четыре "градуса тепла". Тела, нагретые до первого "градуса тепла", можно было держать рукой не испытывая неприятных ощущений. Тела, нагретые до второго "градуса тепла", причиняли раздражение, но не вызывали ожогов кожи. Третий "градус тепла" соответствовал температуре раскаленного железа, четвертый — еще более высокой. Лишь с изобретением термометра химиками были отвергнуты эти расплывчатые характеристики степени нагрева. Г. Бургаве одним из первых подчеркнул необходимость использования термометра при изучении химических процессов. После работ Бургаве стала ощущаться все большая необходимость точного определения температуры. В 1714 г. Фаренгейт использовал ртуть для заполнения термометров; он выделял шесть "степеней тепла", в соответствии с которыми построил многоградусную шкалу измерения температуры. Таким образом, несмотря на изобретение термометра, еще применялись различные условные характеристики химических процессов, хотя разработанные Фаренгейтом характеристики были более совершенными по сравнению с использовавшимися ранее Бургаве. На основе своей шкалы Фаренгейт определял точные температуры плавления и замерзания веществ.
58
Мария-Еврейка (Коптская) — легендарная основательница "тайного искусства" — по преданиям жила в III в до н. э. Марии приписывают, кроме изобретения водяной бани, оригинальные взгляды на использование огня для проведения превращений веществ.- Прим. перев.
59
Либавий Андреас (ок. 1540-1550 — 1616) — немецкий иатрохимик и химик-практик. В написанной им книге "Алхимия" (1597 г.), которая была по существу учебником химии, хорошо отражен уровень развития химических знаний в конце XVI в. Работы Либавия способствовали развитию металлургии, технической химии, неорганической химии.- Прим. перев.