До начала XIX в. крупнейшими химиками и физиками Франции были коллеги Лавуазье — К. Бертолле, А. де Фуркруа, Гитон де Морво, Л. Воклен. В значительной степени благодаря их стараниям была создана Политехническая школа, в которой особое внимание уделялось техническим и естественнонаучным дисциплинам и откуда вышли многие выдающиеся естествоиспытатели и инженеры[15]. Опыт работы Политехнической школы оказал большое влияние на развитие науки во многих странах. Оно особенно усилилось после проведенной Фуркруа в конце XVIII — начале XIX вв. реорганизации всей государственной системы преподавания, что способствовало повышению уровня образования и усилению внимания к естествознанию во всех развитых странах.
Стехиометрия — Рихтер, Фишер, Бертолле, Пруст
В последней трети XVIII в. одной из важнейших была проблема, которая многие века интересовала ученых: химики хотели понять, почему и в каких соотношениях соединяются вещества друг с другом. К этой проблеме проявляли интерес еще греческие философы [6], а во времена Возрождения ученые выдвигали идею о сродстве веществ и даже строили ряды веществ по сродству. Парацельс писал, что ртуть образует с металлами амальгамы, причем для разных металлов с различной скоростью и в такой последовательности: быстрее всего с золотом, затем с серебром, свинцом, оловом, медью и, наконец, медленнее всего с железом. Парацельс считал, что причиной этого ряда химического сродства является не только "ненависть" и "любовь" веществ друг к другу[16]. В соответствии с его представлениями металлы содержат серу, и, чем меньше ее содержание, тем чище металлы, а чистота веществ в значительной мере определяет их сродство друг к другу. Г. Шталь объяснял ряд осаждения металлов как результат различного содержания в них флогистона. До последней трети XVIII в. многочисленные исследования были направлены на то, чтобы расположить вещества по величине их "сродства", и многие химики составляли соответствующие таблицы. Для объяснения различного химического сродства веществ выдвигались и атомистические представления, а после того, как в конце XVIII — начале XIX вв. ученые стали понимать влияние электричества на протекание некоторых химических процессов, для этой же цели пытались использовать и представления об электричестве. Основываясь на них, Берцелиус создал дуалистическую теорию состава веществ, в соответствии с которой, например, соли состоят из положительно и отрицательно заряженных "оснований" и "кислот"[17]: при электролизе они притягиваются к противоположно заряженным электродам и могут распадаться при этом на элементы вследствие нейтрализации зарядов.
Со второй половины XVIII в. особенно много внимания ученые стали уделять вопросу: в каких количественных соотношениях взаимодействуют друг с другом вещества в химических реакциях? Уже давно было известно, что кислоты и основания могут нейтрализовать друг друга. Предпринимались также попытки установить содержание кислот и оснований в солях. Т. Бергман и Р. Кирван нашли, что, например, в реакции двойного обмена между химически нейтральными сульфатом калия и нитратом натрия образуются новые соли — сульфат натрия и нитрат калия, которые тоже являются химически нейтральными. Но ни один из исследователей не сделал из этого наблюдения общего вывода. В 1767 г. Кавендиш обнаружил, что количества азотной и серной кислот, нейтрализующие одинаковые количества карбоната калия, нейтрализуют также одинаковое количество карбоната кальция. И. Рихтер первым сформулировал закон эквивалентов (см. ниже)[18], объяснение которому было найдено позднее с позиций атомистической теории Дальтона.
Иеремия Вениамин Рихтер (1762-1807)
Иеремия Вениамин Рихтер (1762-1807) — немецкий химик — родился в Гиршберге (Силезия; ныне г. Зелёна-Гура). Изучал математику, естественные науки и философию в Кенигсберге, где работал Иммануил Кант (1724-1804). В книге "Метафизические основы естествознания" (1786) Кант утверждал, что любое учение о природе содержит ровно столько собственно естествознания, сколько в нем математики. В 1789 г. Рихтер написал диссертацию, посвященную использованию математики в химии. Работа в Бреслау в администрации горнодобывающей промышленности, а позднее в лаборатории красок на королевской фарфоровой фабрике в Берлине привела Рихтера к отчетливому пониманию важного значения весовых соотношений для химии. Так же как пифагорейцы и Кеплер, а позднее Менделеев, Рихтер считал, что все в мире устроено "по мере, числу и весу". В работе "Стехиометрия или искусство измерения химических элементов" (1792-1793 гг.) он сформулировал закон нейтрализации, который более известен под названием "закон эквивалентов".
15
Политехническая школа в Париже — старейшее и наиболее авторитетное высшее инженерное учебное заведение во Франции. Основана в 1790-х годах.- Прим. ред.
17
Основаниями Берцелиус в соответствии с традицией, идущей от Лавуазье, называл основные оксиды, а кислотами — ангидриды. Например, Na2S04 он представлял как соединение электроположительного Nа2О+ и электроотрицательного SO3-, т.е. Na2O+-SO3- (см. [202]).- Прим. ред.