Жизнь и научные открытия А.Л.Лавуазье и К.Л.Бертолле

| Категория реферата: Рефераты по химии
| Теги реферата: картинки реферат, менеджмент
| Добавил(а) на сайт: Wetkin.

Антуан Лоран Лавуазье родился в 1743 году в одной из богатейших семей
Франции. Его отец, прокурор при Верховном суде, дал сыну, естественно, юридическое образование. Однако не следует думать, что профессия адвоката была навязана юноше против его воли. Напротив, Антуан Лоран занимался юриспруденцией охотно и блестяще - иначе он заниматься просто не умел. Но в то же время он без всякой видимой необходимости основательно изучил естественные науки. Одновременно молодой юрист мечтал и о лаврах писателя.
Все три призвания пригодились ему на жизненном пути. Его научные сочинения написаны прекрасным литературным языком, а знание права помогло ему защищать свои интересы дельца, каковым он стал вскоре после окончания факультета. За какое дело ни брался Лавуазье", он неизменно обнаруживал главные свои черты - светлый ум и поразительную способность к напряженному систематическому труду.

В 1768 году в жизни Лавуазье происходят два примечательных события: он избирается в члены Академии наук и вступает в Генеральный откуп - компанию чрезвычайно богатых и влиятельных финансистов, арендовавшую у правительства право взимания различных налогов, а также право монопольной торговли солью, табаком, вином. Лавуазье занялся делами откупа со свойственной ему методичностью, основательно изучив табачное и соляное дело, законы коммерции и финансов. Благодаря откупу он нажил себе миллионное состояние, однако, связь с алчными дельцами, вызывавшими всеобщую ненависть, темным пятном легла на его репутацию ученого и оказала роковое влияние на его судьбу.

Имя Лавуазье приобрело печальную известность среди миллионов бедняков, в большинстве своем даже не подозревавших, что этот откупщик был, прежде всего гениальным ученым, величайшим химиком своей эпохи, признанным вождем науки Франции и всего мира.

Когда двадцатипятилетний Лавуазье был избран в академию, он почти не имел научных заслуг. Скорее всего, в число "бессмертных" он попал благодаря своему богатству, влиятельным связям и, главное, прекрасным рекомендациям известных ученых, сумевших оценить трудолюбие и талант молодого исследователя, Лавуазье очень скоро оправдал возлагавшиеся на него надежды.
Уже на следующий год после избрания в академию он провел блестящее гидрохимическое исследование "О природе воды". Самое главное в этой работе
- метод. Лавуазье раз и навсегда отказался от принятых дотоле общих рассуждений, порою бездоказательных и часто невразумительных, и провозгласил точное взвешивание основным методом исследования. Поэтому дату опубликования этой работы - 1769 год - можно смело считать началом современной химии. Недаром на памятнике Лавуазье в Париже он изображен с весами в руках.

Революционное значение для химии имели работы Лавуазье, посвященные изучению горения. Теперь каждому известно, что горение-это реакция окисления, присоединения кислорода. Но эта истина стала азбучной лишь благодаря Лавуазье. Когда же он начинал свои исследования, ни об окислении, ни об окислах, ни даже о кислороде вообще ничего не было известно. В химии господствовала теория флогистона, созданная столетием ранее немецким ученым
Шталем. Шталь полагал, что все горючие вещества состоят из "земли" или
"известки" (сейчас ближе всего к этим понятиям подходят окислы) и из некоей легкой материи - флогистона. При горении вещество разлагается на "землю" и флогистон. Уголь, например, содержит много флогистона и потому сгорает почти без остатка - весь флогистон улетучивается. Теория флогистона хорошо объясняла горение угля, серы и тому подобных веществ. Продукты их сгорания газообразны, а взвешивать газ тогда никому не приходило в голову.

Труднее обстояло дело с нелетучими продуктами окисления. Было известно, что при обжиге металлов их вес увеличивается, хотя по теории должно было быть наоборот: ведь флогистон-то при обжиге улетучивается. Но и тут сторонники Шталя не растерялись. Они предположили, что флогистон обладает отрицательным весом, и при его удалении тело становится тяжелее.

Сейчас теория флогистона кажется карточным домиком, который легко рассыпать мановением руки, однако в те времена она была неприступной крепостью, не имевшей ни одного уязвимого места. Лавуазье начал штурм твердыни в 1772 году с изучения процессов окисления фосфора и серы. Двумя годами позднее он публикует работу "Об обжиге олова в закрытых сосудах".
Трудно поверить, что работа со столь неприметным названием имеет историческое значение, но именно в ней впервые приведен количественный состав атмосферы и дано простое и однозначное объяснение роли кислорода при окислении и горении. В эти же годы он дает истолкование процессу дыхания как разновидности окисления.

В 1777 году появляется статья "О горении вообще" и, наконец, в 1783 году - "Размышления о флогистоне".

Более десяти лет Лавуазье атаковал казавшуюся незыблемой теорию, прежде чем одержал решительную победу. "Земли", "соединения известок с флогистоном", "испорченный дефлогистированный воздух" и тому подобные термины канули в Лету. Химия приобрела, наконец, стройную и ясную систему: существуют элементы, у элементов есть окислы, окислам соответствуют кислоты, основания, соли...

Эти новые, вполне современные взгляды Лавуазье изложил в "Начальном курсе химии", который подвел итог его великим открытиям и послужил школой для химиков последующих поколений. Новая теория была слишком революционна, чтобы запретить полное единодушие. Даже такой крупный ученый как Бертолле, признал ее только через десять лет. Вслед за ним в лагерь Лавуазье перешло еще несколько известных химиков, и среди них Фуркруа, Гитан де Морса и
Шапталь. Большинство же исследователей того времени до самой своей смерти остались сторонниками теории флогистона. В Германии последователи Шталя, руководствуясь не столько стремлением к истине, сколько "патриотическими" побуждениями (случай, к сожалению, нередкий), публично сожгли портрет
Лавуазье. Лавуазье выполнил в области химии и физики множество других фундаментальных работ, которые просто трудно перечислить. Он разложил водяной пар на водород и кислород и снова синтезировал из них воду. Он ввел понятие теплотворной способности топлива и теплоемкости тел. Вместе с
Лапласом он изобрел калориметр. В 1785 году он возглавил Академию наук, которая под его руководством быстро превратилась в авторитетнейшее и влиятельнейшее научное учреждение Франции.

Значение работ Лавуазье для развития взрывчатых веществ заключается, прежде всего, в разработке теории горения: ведь не зная, что такое горение, нельзя понять сущности взрыва. Но и практическая деятельность великого ученого оказала огромное влияние на мировое пороходелие.

Помимо Генерального откупа во Франции существовал еще особый Пороховой откуп. Пороховые откупщики усердно занимались своим обогащением, но плохо снабжали страну порохом. В 1775 году по предложению Лавуазье. Пороховой откуп был упразднен и пороховое дело передано в руки государства. Лавуазье был назначен одним из руководителей вновь созданного Управления порохов и селитр. Это управление, существующее и поныне, в течение двух веков своей деятельности сыграло выдающуюся роль в организации производства и научных исследований взрывчатых веществ. В нем сотрудничали многие крупные ученые, имена которых еще не раз встретятся в этом издании.

Взяв пороховое дело в свои руки, Лавуазье использует для его реорганизации весь свой талант химика, инженера и финансиста. Глава академии, председатель многочисленных комитетов и комиссий, могущественный откупщик, он тем не менее считает отныне главной своей обязанностью пороховое дело. С 1775 года он даже поселяется в Арсенале - официальной резиденции Управления порохов и селитр. Он не только устраивает там свою квартиру, но и оборудует прекрасную личную лабораторию, служившую местом паломничества и предметом восхищения ученых всего мира. В Арсенале Лавуазье развертывает интенсивную научную и организаторскую работу. Его строго распланированный рабочий день продолжается с шести утра до десяти вечера.

Под энергичным руководством Лавуазье производство пороха во Франции увеличилось почти вдвое и, что самое главное, резко улучшилось его качество. Страна стала обладать теперь лучшим в мире порохом. Враги Франции скоро получили хорошую возможность в этом убедиться. В войне Соединенных
Штатов с Англией за независимость, в которой Франция приняла участие на стороне Северной Америки, артиллерия союзников оказалась недосягаемой для англичан. Благодаря Лавуазье Франция теперь не покупала, а продавала порох
- главным образом в Соединенные Штаты. Первый посол США во Франции, знаменитый ученый, "покоритель молнии" Вениамин Франклин, был близким другом Лавуазье, и эта дружба оказалась очень полезной для молодой страны, борющейся за независимость. Лавуазье не только снабжал Соединенные Штаты порохом, но и направлял туда опытных специалистов, обучавших американцев тайнам пороходелия. Специально для США он написал руководство "Искусство производства селитры". В Америку эмигрировали ученики Лавуазье, братья дю
Пои де Немур, основавшие там компанию по производству взрывчатых веществ.
Эта фирма "Дюпон де Немур" - ныне один из крупнейших химических концернов мира.

Само собой разумеется, что Лавуазье принимал активное участие и в научных исследованиях по разработке новых порохов. Вот почему в тот памятный октябрьский день 1788 года он вместе со своим другом Бертолле рисковал жизнью в пороховой мастерской.

Клод Луи Бертолле не был уроженцем Франции (его предки эмигрировали оттуда во время религиозных войн), однако мало кто сделал для ее величия столько же, сколько этот выдающийся ученый. Он вошел в историю как создатель теорий химического равновесия и химического сродства, первооткрыватель многочисленных соединений, организатор науки и промышленности Франции. Бертолле родился пятью годами позднее Лавуазье близ местечка Аннеси, принадлежавшего Швейцарии, а образование завершил в
Италии. Получив в Туринском университете степень доктора, Бертолле четыре года работал в аптеках Пьемонта. В 1772 году он покинул Италию и переселился в Париж, где занял должность медика в одном из аристократических семейств. Молодой врач был не слишком обременен своими обязанностями и с увлечением отдался химическим исследованиям. Они быстро принесли ему славу. В 1780 году он уже получил кресло в Академии наук.

Долгие годы Бертолле был научным противником Лавуазье, но первым из крупных ученых нашел в себе мужество признать свои заблуждения. 6 августа
1785 года он публично заявил, что "успехи физики и химии сделали гипотезу о флогистоне и неудовлетворительной и ненужной". С этого времени начинается дружба двух знаменитых ученых, приведшая к многочисленным плодотворным результатам. Вместе с Лавуазье и Гитанам де Морво Бертолле разработал основы современной химической терминологии. Вместе с Лавуазье он основал в
1789 году один из первых в мире научных журналов - "Анналы химии", издающийся и в наше время. Вместе с Лавуазье он совершенствовал и пороховое дело.

В 1786 году Бертолле, пропуская хлор через горячий раствор щелочи, получил соль, названную впоследствии его именем. В те времена химики не знали толком, что такое хлор, открытый незадолго до того Вальтером Шееле, и считали этот зеленый газ соединением какого-то мифического элемента мурия.
Как бы там ни было, способность новой соли к окислению других веществ была замечена довольно быстро (бертолетова соль и поныне считается одним из сильнейших окислителей), и Бертолле решил использовать ее при изготовлении пороха вместо селитры.

Первые опыты с "муриатической солью" оказались настолько успешными, что было решено изготовить крупную партию нового пороха. Для его испытаний в октябре 1788 года и собралась комиссия во главе с Лавуазье. Именно эти испытания и привели к трагическому исходу...

Однако история взрывчатых составов на основе бертолетовой соли на этом не кончилась. Опыты с хлоратными или муриатическими, взрывчатыми веществами продолжались более столетия. Бертолетова соль такой сильный окислитель, что смесь ее с обыкновенным керосином является опаснейшим взрывчатым веществом.
В середине прошлого века был даже испытан порох, состоящий из бертолетовой соли и... сахара. Эта сладкая смесь имела взрывчатую силу большую, чем обыкновенный порох.

Бертолетова соль чувствительна к трению, неустойчива, выделяет при хранении хлор и кислород. Все это не только снижает качество пороха и повышает его опасность, но и приводит к разъеданию и порче оружия. К тому же при взрыве бертолетова соль выделяет твердые продукты (хлористый калий), что всегда нежелательно. Тем не менее, вследствие простоты и дешевизны хлоратных взрывчатых веществ они иногда еще применяются. Бертолетова соль обязательно входит вместе с гремучей ртутью в воспламенительные составы капсюлей для огнестрельного оружия. В каждом патроне сеть крупица соли, за изучение которой великий химик чуть не поплатился когда-то своей жизнью.

Справедливость требует, чтобы несколько слов было сказано и о третьем участнике злополучных испытаний - Марии Лавуазье. Когда двадцативосьмилетний Антуан Лоран женился на Марии Польз, дочери богатого и влиятельного откупщика, многие полагали, что брак заключен по расчету. Если даже завистники были правы, то и этот расчет Лавуазье оказался, как всегда, безупречно точным (за исключением, правда, одной детали: спустя четверть века Антуану Лорану пришлось взойти на эшафот в один день с тестем; но кто может предугадывать события за столько лет?). Мария была молода (даже слишком - ей было всего четырнадцать лет), умна, красива, прекрасно образована, их союз оказался чрезвычайно счастливым. До самой смерти
Лавуазье Мария была ему идеальной женой, верной спутницей в труде и отдыхе, радости и горе. Она была образцовой хозяйкой, умевшей достойно принять и очаровать остроумной беседой лучших людей Франции и всей Европы.

Однако Мария была не только светской дамой, но и неутомимой труженицей. В течение двадцати лет она проработала в лаборатории бок о бок с мужем. Многие драгоценные для науки записи в рабочих журналах Лавуазье сделаны ее рукой. К тому же она была и прекрасной рисовальщицей, снабдившей иллюстрациями многие сочинения Лавуазье. Чертежи сложнейших приборов, которые использовались в легендарных экспериментах ее супруга, выполнены
Марией Лавуазье. Не удивительно поэтому, что она оказалась рядом с мужем и на пороховой фабрике: она была там не праздной зрительницей, а полноправной участницей научного эксперимента.

После несчастного случая на фабрике опыты с новым порохом были надолго прерваны. Во Франции назревал другой взрыв - взрыв народного гнева против
Бокового феодального угнетения. Королевские министры чувствовали себя как на бочке с порохом. Обстановка накалялась с каждым днем. В ночь с 12 на 13 июля 1789 года управитель порохов и селитр Лавуазье распорядился тайно переправить запасы пороха из Арсенала в более надежное место - Бастилию.
Мог ли он предвидеть, что через сутки состоится ее исторический штурм, с которого начнется Великая французская революция?

Революция не только раскрепостила народ Франции в политическом отношении, но и дала мощный толчок научному и техническому творчеству. Была проведена реформа образования, созданы высшие школы, музеи, библиотеки.
Впервые в мире была введена, наконец, метрическая система мер. Во всех этих преобразованиях деятельное участие принимал и Лавуазье - смелый революционер в науке и весьма умеренный либерал в политике. Он был одним из руководителей реформы мер и весов, значение которой трудно переоценить. В феодальной Франции существовали сотни, тысячи единиц меры и веса. Объем зерна измерялся одними единицами, объем вина - другими, объем масла - третьими. Часто одними и теми же названиями обозначались десятки разных по сути единиц. В пределах одного города или селения могло действовать несколько разных систем измерения, потому что каждый граф и барон вводили к своих владениях собственные меры для сборов бесчисленных налогов и податей.
Поэтому введение единой метрической системы было актом не столько технической, сколько политической революции.