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

В сочинениях, которые Шталь опубликовал в конце XVII в., его взгляды о составных частях сложных тел получили некоторое развитие в связи с объяснением им явлений горения и в особенности явления кальцинации металлов. Еще в Иене Шталь начал исследования, связанные, по-видимому, с рационализацией доменного процесса и металлообрабатывающих производств. Мастеровые обратили его внимание на явление, причинявшее им много неприятностей. Впоследствии Шталь писал об этом следующее: «Кузнецы, медники, литейщики колоколов и пуговичные мастера жаловались на то, что из несовершенных металлов в процессе прокаливания их на воздухе выгорает некоторая часть; металлы при этом распадаются, превращаясь как бы в золу… Почему это происходит, что это за явление, как оно протекает, что именно уходит из металла и, равным образом, как следует поступить, чтобы этого не происходило, или каким образом восстановить потери, — это неизвестно даже таким опытным мастерам» (74).

Несомненно, именно в связи с этой проблемой, Шталь уже в своей «Зимотехнии» (75), вышедшей первым изданием в 1697 г., делает упор на особую роль в процессах горения той «составной части» металлов и горючих тел вообще, которая обусловливает их горючесть. Выясняя природу этой «составной части» горючих тел, он обсуждает, в частности, вопрос о составе серы, которую он относил, как и Лемери и другие химики того времени, к сложным телам. В том же году Шталь (76) описывает следующий, по его выражению, «новый эксперимент синтеза» серы. Он нейтрализовал серную кислоту поташом и прокалил получившуюся при этом соль (сульфат калия) с углем, в результате чего образовалась «серная печень», т. е. смесь сульфидов калия. Из раствора этой серной печени действием кислот он получил серу. На основании этого опыта Шталь заключил, что сера состоит из кислой части, т. е. серной кислоты, и из другой части — «горючего начала», которое содержится в угле.

Здесь же Шталь высказывает мнение, широко развитое им в дальнейших сочинениях, что «горючее начало», содержащееся в угле и жирных веществах, входит также в состав неблагородных металлов. Это следует из того факта, что в присутствии угля и маслянистых субстанций металлы восстанавливаются из «известей» при нагревании. Таким образом, металлы помимо землистой составной части содержат это «начало горючести», и именно это «начало» сообщает металлам их металлические свойства. Для обозначения этого принципа горючести Шталь употребляет термин «флогистон» (от греческих — «огонь» и — «горючий») и пишет это слово по-гречески.

В 1703 г. Шталь переиздал книгу Бехера «Подземная физика». В специальном приложении к этой книге, озаглавленном «Специмен Бехера» («Specimen Becherianum») (77), Шталь вновь развивает взгляды о составных частях металлов и о «начале горючести». Он особо подчеркивает, что эти представления принадлежат собственно не ему, а Бехеру: «Becheriana sunt quae profero», т. е. «то, что я излагаю, принадлежит Бехеру» (78). Однако они довольно значительно отличаются от бехеровских. Действительно, в отличие от Бехера и других своих предшественников, полагавших, что все горючие тела содержат сернистые или жирные составные части, или terra pinguis, придающие им способность гореть, Шталь имеет в виду некий абстрактный «принцип горючести» и поэтому вводит для него специальное название — «флогистон» (79), с целью устранить путаницу в обозначениях.

В дальнейших сочинениях и особенно в вышедшей в 1723 г. книге «Основания химии» Шталь еще шире развивает свои первоначальные представления о флогистоне. Исходя из основного положения, что наличие флогистона в телах служит условием их горючести, Шталь выясняет, в частности, отношение флогистона к огню. По его мнению, огонь (нагревание) необходим для осуществления химических превращений, но он не может рассматриваться в качестве составной части тел, выделяющейся при разложении в виде пламени. Иначе сказать, Шталь отрицает элементарность аристотелевского огня-стихии. Что же касается флогистона, содержащегося в горючих телах, то при выделении из них, утверждает Шталь, он способен соединяться с различными веществами, в частности с воздухом, причем такие соединения весьма прочны. При горении тел флогистон улетучивается из них, производя при этом быстрое вихреобразное движение, и, соединяясь с воздухом, образует то, что обычно называется пламенем или огнем. Из воздуха, в котором флогистон рассеивается, его невозможно выделить химическим путем. Только растения могут извлекать его из воздуха; через растения он переходит и в животные организмы.

Шталь знал, что металлы при нагревании без доступа воздуха не могут превращаться в «извести», но не объяснил достаточно отчетливо этот факт. Он знал также, что при кальцинации вес металлов увеличивается, но говорил об этом как о малозначащем факте и объяснял его в соответствии со взглядами Кункеля.

В чистейшем состоянии флогистон, согласно Шталю, содержится в саже, полученной при сжигании хорошо очищенных масел. Таким образом, флогистон как будто бы можно сопоставить с углеродом. Но Шталь не считал флогистон углеродом и вообще каким-либо определенным веществом. Однако, по его представлениям, «горючая субстанция, или способное производить огонь начало, не только нечто действительное, но и нечто телесное (et-was Korperliches)» (80) и вместе с тем это простое вещество, которое не может быть разложено на какие-либо составные части.

Но Шталь принимал, что флогистон является вещественным лишь в том случае, когда он находится в сочетании с другими веществами в сложных телах. Только тогда он способен при нагревании этих тел проявляться в виде огня. В свободном же состоянии это нечто неопределенное. В «Случайных мыслях» (81) Шталь указывает: «…Вне сомнений, он (флогистон) или совсем не дает огня, представляя собой невидимую тонкость, или же образует далеко разветвленный невидимый огонь, а именно: теплоту». Поэтому, продолжает Шталь, эта первоначальная основная сущность горючести «до сих пор не была найдена и познана сама по себе, вне связи и соединения с другими материями, и не была поэтому описана в соответствии с своими основными качествами».

Далее Шталь указывает, что именно наличием флогистона в составе тел объясняются их цвета и запахи. Этот принцип горючести «присутствует во всех смешанных телесных вещах в большей или меньшей степени, притом во всех трех царствах — растительном, животном и минеральном». «Особенно часто встречается это вещество в растительных и животных образованиях, все части которых пронизаны им, за исключением находящейся в них случайно воды» (82).

Не трудно понять, что с точки зрения объяснения явлении окисления и восстановления металлов флогистон Шталя — это нечто противоположное кислороду или, лучше сказать, это «отрицательный кислород». Если воспользоваться методом уравнений для изображения процесса окисления металл а, то, сточки зрения последователей теории флогистона, мы получили бы: Металл — флогистон = металлическая известь (окисел). Эту реакцию, как известно, можно выразить уравнением: Металл + кислород = окисел металла («известь» флогистиков).

Из сказанного очевидно, что учение Шталя о флогистоне основано на совершенно ошибочных представлениях не только о процессах горения и кальцинации металлов, но и о составляющих тела простых, элементарных веществах. В понятии «флогистон» нельзя не видеть обобщения учений об аристотелевских стихиях-качествах и алхимических принципах тел; принцип горючести, т. е. «сернистой» — «жирной», или «горючей» составной части тел, сопоставлен с аристотелевским элементом-качеством — огнем. По представлениям Шталя, флогистон в большей степени абстрактное понятие, чем материальное тело, т. е. флогистон понимался им аналогично тому, как понималась алхимиками «сера» как принцип вещей или аристотелианцами — «огонь» как элемент-качество. Только впоследствии, уже в период расцвета теории флогистона, химики принялись за поиски среди материальных тел этого неуловимого вещества. Ю. Либих писал в связи с этим: «Вначале флогистон был одно только понятие, вопрос же о материальном его существовании не имел никакого значения до тех пор, пока содержащаяся в нем идея не приносила плодов относительно приведения фактов в порядок и новых обобщений» (83).

Преемственность в представлениях алхимиков и флогистиков очевидна. Она сказалась не только в том, что в основу теории флогистона легло учение о горении тел как об их распаде, и не только в неопределенности и в метафизичности самого понятия «флогистон», но и в том, что теория флогистона не устранила алхимических учений и прежде всего учения о трех первоначалах, составляющих тела. Как известно, именно это учение и было своего рода теоретической основой бесплодных поисков алхимиками философского камня и путей трансмутации металлов. Поэтому, если встать на точку зрения некоторых историков химии, считающих возникновение теории флогистона началом научного развития химии, то следовало бы согласиться с мнением, что «алхимия — мать химии». Однако, как будет видно далее, подлинное научное развитие химии началось лишь тогда, когда из научного обихода были полностью изгнаны основы алхимических учений, прежде всего учение о трех элементах алхимиков, и вместе с ним сам флогистон и другие фантазии, окутанные мистическим туманом.