Великие химики. Том 1 - Манолов К. - Страница 42
- Предыдущая
- 42/96
- Следующая
Спустя полтора месяца, 16 сентября 1804 года, Гей-Люссак вновь поднялся в воздух. Воздушный шар достиг высоты 7016 метров. Измерения показали, что даже на этой высоте магнитное поле не обнаруживало почти никаких изменений. Он собрал пробы воздуха на высоте 6636 метров и позднее проанализировал их в лаборатории. Результаты анализов показали, что воздух обладает тем же составом, что и вблизи земли.
Наряду с проведением исследований Гей-Люссак должен был уделять время и занятиям со студентами, он помогал им закреплять материал по лекциям, которые читал Фуркруа в Политехнической школе. Кроме того, он принимал участие в собраниях, которые регулярно устраивал Бертолле в большом зале своего имения в Аркёйе. Здесь собиралось много ученых. Много полезных встреч и знакомств произошло у Гей-Люссака в этом удивительном и единственном в своем роде доме. Удобно расположившись в креслах, присутствующие вели оживленные споры. Чаще всего сюда приезжали Лаплас, Био, Тенар, Араго, иногда, несмотря на преклонный возраст, наведывался к Бертолле и Бриссон.
Однажды в Аркёйе, когда Гей-Люссак задумчиво стоял у окна, к нему подошел незнакомый мужчина.
— Прошу прощения, если не ошибаюсь, вы господин Гей-Люссак?
— Да, с кем имею честь?
— Александр фон Гумбольдт.
«Оказывается, вот кого я критиковал в статье, — подумал Гей-Люссак, — мне предстоит неприятное объяснение».
— Присядем, — предложил Гумбольдт. — Я хотел бы поговорить с вами.
— К вашим услугам.
— Поверьте, я не в обиде на вас за критику. Она справедлива, хотя тон статьи несколько резок. Но я отношу это за счет вашей молодости, мой друг. Учтите, не все в науке легко постигается, очень часто делаются ошибочные выводы и создаются неверные теории.
— Да. На это мы только впустую растрачиваем силы.
— Не впустую. Мы учимся на ошибках. Если б не было ошибок, не было бы и верного пути. Для науки все имеет значение — и верные выводы, и неверные. Действительно, через какое-то время наука находит правильное решение, но оно рождается в муках ошибочного, выплывает из заблуждений, в которые мы порой впадаем. Я собираюсь вновь провести эвдиометрические измерения воздуха. Попытаюсь проверить и точность «конструированного Вольта[283] эвдиометра. Что вы мне ответите, если я попрошу вашего сотрудничества?
— Принимаю ваше предложение с удовольствием, господин фон Гумбольдт. Я тоже несколько раз проводил исследования воздуха.
— Да, я слышал о ваших смелых полетах на воздушном «паре. Любите путешествия?
— Очень.
— Я тоже люблю, — восторженно заговорил Гумбольдт. — Экспедиция в Америку длилась четыре года, сейчас я позволил себе короткий отдых. Надо обработать результаты многолетней работы. Кроме того, хотелось бы провести несколько исследований здесь, а потом я снова отправлюсь в экспедицию.
— Куда на этот раз?
— Во Францию, Италию и Германию. Будем проводить магнитные измерения в различных географических широтах и долготах, определяя склонение и отклонение магнитной стрелки.
— Понимаю. Хотите определить точные координаты магнитных полюсов Земли.
— Да. Это одна из многих задач, которые возможно разрешить измерениями. Буду очень рад, если вы согласитесь поехать со мной. Одновременно в передвижной лаборатории, которая будет оборудована для экспедиции, можно будет вести и другие исследования.
— Боюсь, что профессор Фуркруа будет против.
Фуркруа действительно возражал: кроме Гей-Люссака, некому было проводить занятия со студентами в Политехнической школе.
Гей-Люссак и фон Гумбольдт приступили к напряженной работе в лаборатории. Одновременно по совету Бертолле они подготовили необходимую экипировку для экспедиции. Бертолле обещал, что он убедит Фуркруа дать свое согласие. И вот наконец Гей-Люссак получил годичный отпуск для участия в экспедиции Гумбольдта.
Ученые отправились на юг в марте 1805 года. Проехав километров триста-четыреста, они останавливались, разбивали небольшой лагерь и приступали к работе. Так постепенно они добрались до самой южной точки Италии. С наступлением осени экспедиция отправилась на север — через Австрию к Балтийскому морю. А уже в следующем году Гей-Люссак и Гумбольдт возвратились в Берлин, чтобы закончить опыты и обработать полученные результаты исследований.
Они исследовали состав воздуха, к которому прибавляли водород и воспламеняли смесь. Кислород соединялся с водородом и образовывал воду; в результате оставался только азот. Гей-Люссак заметил, что объем кислорода всегда в два раза меньше объема водорода, с которым он соединялся. В одной из публикаций, подготовленной совместно с Гумбольдтом, он писал: «Всегда 100 объемов кислорода соединяются с 200 объемами водорода и образуют воду». Наверное, эти простые объемные отношения находятся в связи с атомным строением веществ. Надо проверить, думал Гей-Люссак, у всех ли газов наблюдается подобная картина.
Но он не смог продолжить свои опыты, так как получил известие о скоропостижной смерти профессора Бриссона. «Сейчас все удручены смертью профессора Бриссона… — писал ему Тенар. — Но вполне вероятно, что при выборе профессора физики остановятся на тебе. Как можно скорее приезжай в Париж!»
Гей-Люссак закончил исследования и возвратился в Париж, где его ждали занятия со студентами по химии в Политехнической школе, лекции по физике в Сорбонне, работа в лаборатории…
На торжественном заседании Парижской Академии наук в 1806 году Гей-Люссак был избран ее действительным членом. Для него в центре внимания по-прежнему оставался вопрос о газах. Установление простых объемных отношений соединения водорода и кислорода привело его к мысли о необходимости изучать реакции между другими газами. Гей-Люссак наполнял сосуд равными объемами азота и кислорода и пропускал через смесь электрические искры. Газовая смесь превращалась в новое газообразное вещество — окись азота, причем один объем кислорода соединялся с одним объемом азота и получалось два объема окиси азота. Он изучал реакции между различными газами, но всегда отношения между объемами реагирующих газов и объемами полученных газообразных продуктов реакции оставались простыми. Таким образом, был открыт еще один важный и основной закон химии — закон простых объемных отношений между газами[284].
Открытие этого закона вызвало горячие споры. В то время уже все ученые восприняли атомную гипотезу Дальтона, многие из них разделяли и ту точку зрения, что в равном объеме различных газов находится одинаковое число атомов. Но каковы были результаты Гей-Люссака? Один объем азота и один объем кислорода должны были дать один объем окиси азота, так как, если по одному атому двух газов — азота и кислорода — соединятся между собой, получится один сложный атом окиси азота. Фактически же получались два объема. Где кроется ошибка? Может быть, число атомов в одинаковых объемах разное? А может, неправильны представления Дальтона об атомах? Гей-Люссак не мог объяснить этого. Позднее Авогадро[285], а затем и Ампер[286] показали, что такое положение вызывается наличием в газообразных веществах не атомов, а молекул. Это предположение показалось весьма неправдоподобным, и Гей-Люссак его отбросил. Он отказался от атомно-молекулярной гипотезы, так как считал ее несовершенной. Лишь к концу своей жизни он убедился в истине, которую еще в 1811 году высказал итальянский ученый Амедео Авогадро: частицы газа являются молекулами, а каждая молекула состоит из двух атомов.
Одновременно с открытием закона простых объемных отношений газов, еще одно большое открытие взволновало ученый мир.
283
Алессандро Вольта (1745–1827) — выдающийся итальянский физик и физиолог, профессор Павпйского университета, один из основателей учения об электрическом токе, создал первый гальванический элемент и первую батарею гальванических элементов. О Вольта см.: Льоцци М., ук. соч., с. 194–198; Кудрявцев П. С. Курс истории физики. — 2-е изд., испр., доп. — М.: Просвещение, 1982, с. 175–178; Голин Г. М., ук. соч., с. 39–43; Храмов Ю. А., ук. соч., с. 67; Выдающиеся физики мира, ук. соч., с. 133–139.
284
31 декабря 1808 г. Гей-Люссак сделал сообщение об открытии им «закона кратных объемов», согласно которому «взаимодействие газообразных веществ всегда происходит в наиболее простых отношениях, так что с одним объемом газа всегда соединяется такой же, или двойной, или самое большее тройной объем другого газа». Статья «О соединении газообразных веществ» опубликована в 1809 г. Второй закон Гей-Люссака явился важным доводом в пользу атомистической теории Дальтона и послужил отправной точкой исследований Авогадро при разработке им атомно-молекулярного учения. Об истории открытия второго закона Гей-Люссака см.: Partington J. R., ук. соч., т. 4, с. 79–85; Bugge G., ук. соч., с. 386–404; Становление химии как науки, ук. соч., с. 164 и сл.
285
Амедео Авогадро (1776–1856) — итальянский профессор физики в Верчелли (с 1809 г.) и Туринском университете (с 1820 г.), юрист по образованию. В 1811 г. открыл один из основных газовых законов, носящий его имя. О жизни и деятельности Авогадро см.: Быков Г. В. Амедео Авогадро: Очерки жизни и деятельности. — М.: Наука, 1970; Соловьев Ю. И. История химии, ук. соч., с. 146–150; Мусабеков Ю. С, Черняк А. Я., ук. соч., с. 86–90; Крицман В. А. Замечательные ученые, ук. соч., с. 82–91; Становление химии как науки, ук. соч., с. 286 и сл.; Волков В. А. и др., ук. соч., с. 9–10.
286
Андре Мари Ампер (1775–1836) — французский физик и математик; в 1820 г. установил один из основных законов электродинамики; предложил первую гипотезу для объяснения магнитных свойств вещества. Об Ампере см.: Забаринский П. П. Ампер. — М.: Журн.-газетн. объединен., 1938. — (ЖЗЛ); Белькинд Л. Д. Андре-Мари Ампер, 1775–1836. — М.: Наука, 1968; Голин Г. М., ук. соч., с. 44–47; Храмов Ю. А., ук. соч., с. 14–15; Замечательные ученые, ук. соч., с. 66–81.
- Предыдущая
- 42/96
- Следующая