Взрывчатка: Антуан Лоран Лавуазье, Клод Луи Бертолле

Лавуазье и Бертолле – без сомнения, самые выдающиеся ученые-химики своего времени. И по праву считаются основателями современной химии, создателями принятой ныне химической номенклатуры. Именно они заложили фундамент научных теорий, а их работы послужили школой для химиков последующих поколений. К тому же эти двое были близкими друзьями и единомышленниками. Так что мы сейчас поговорим не о соперничестве в приоритетах, а просто о вкладе каждого в науку и о том, насколько заметно было их взаимное влияние.

Лавуазье наиболее значительный след в истории оставил как разработчик теории горения и взрывчатых веществ. А Бертолле вошел в историю как создатель теории химического равновесия и первооткрыватель многочисленных соединений.

Говоря об этих двух ученых, сложно представить более разные характеры и судьбы. Деловитость и житейская осмотрительность Лавуазье не помогли ему избежать плахи. Бертолле же отличало редкое бескорыстие и равнодушие к собственной выгоде – хотя в последние годы жизни он уже пользовался всеобщим преклонением, стал сенатором, графом, пэром и кавалером многих орденов.

Антуан Лоран Лавуазье родился в семье прокурора при Верховном суде, а семья являлась одной из богатейших во Франции. Не препятствуя воле отца, Лавуазье получил юридическое образование. Эти знания пригодились ему позже: он стал не только талантливым химиком, но и успешным дельцом.

Его главные черты – светлый ум и поразительная способность к напряженному систематическому труду – проявлялись во всем, за что бы он ни брался. Во время занятий правом Лавуазье одновременно изучал естественные науки, притом весьма успешно. После блестящего окончания университета в 1768 году Лавуазье был избран членом Академии наук. И в то же время он вступает в Генеральный откуп – компанию чрезвычайно богатых и влиятельных финансистов. Это оказало роковое влияние на дальнейшую судьбу Лавуазье: заработав себе миллионное состояние в Генеральном откупе, Лавуазье запятнал свою репутацию ученого, связавшись с людьми, вызывавшими всеобщую ненависть.

В 1769 году, на следующий год после избрания в Академию, Лавуазье представил в свет свою работу «О природе воды». Он провел блестящее гидрологическое исследование и высказал идею о точном взвешивании как об основном методе исследования. Поэтому дату опубликования работы и считают началом современной химии.

Последующие работы Лавуазье были посвящены теории горения и имели революционное значение для химии. Более десяти лет понадобилось ученому, чтобы разрушить теорию флогистона. Заметим, что в те годы ни об окислении, ни об окислах, ни о кислороде известно не было. Вспомним, каким нелегким путем шла тогда наука и как трое великих ученых открыли кислород, не совсем понимая, что это за газ. Благодаря исследованиям Лавуазье пришло понимание, что горение – это реакция присоединения кислорода, то есть окисления. Химия стала приобретать стройную и ясную систему: существуют элементы, у элементов есть окислы, окислам соответствуют кислоты, основания, соли.

В 1774 году Лавуазье публикует работу «Об обжиге олова в закрытых сосудах», в которой впервые был приведен количественный состав атмосферы и дано простое и однозначное объяснение роли кислорода в процессе окисления и горения. В эти же годы Лавуазье назвал процесс дыхания разновидностью окислительного процесса. В 1777 году в популярном научном журнале появляется статья «О горении вообще», а в 1783 году – «Размышления о флогистоне», которая окончательно разбила старые представления. Свои взгляды Лавуазье изложил в учебнике «Начальный курс химии».

В 1785 году Лавуазье возглавил Академию наук. Под его руководством она превратилась в авторитетнейшее и влиятельнейшее научное учреждение Франции. Вклад ученого во многие разделы химии переоценить невозможно.

Согласитесь, не зная, что такое горение, нельзя понять сущности взрыва. Но, помимо теории, нужно было заняться и чисто практическими вопросами изготовления пороха и взрывчатых веществ.

В 1775 году существовавший ранее Пороховой откуп был упразднен, и пороховое дело передано в руки государства. Лавуазье был назначен одним из руководителей вновь созданного Управления пороха и селитры. Взяв пороховое дело в свои руки, Лавуазье для его реорганизации использует свои таланты химика, инженера и финансиста. Вскоре производство пороха во Франции увеличивается почти вдвое. Кроме того, резко улучшается его качество. Без преувеличения можно сказать, что страна стала обладать лучшим в мире порохом.

Главным партнером и покупателем стали Соединенные Штаты. Бенджамин Франклин – первый посол США во Франции, знаменитый ученый, «покоритель молнии» – был близким другом Лавуазье, и эта дружба оказалась очень полезной для США, борющихся за независимость. Лавуазье отправил за океан опытных специалистов, обучавших американцев тайнам пороходелия: в Америку эмигрировали ученики Лавуазье, братья Дюпон де Немур, основавшие компанию по производству взрывчатых веществ. Специально для США Лавуазье было написано руководство «Искусство производства селитры».

А что же Бертолле? Он не был уроженцем Франции – его предки эмигрировали оттуда во время религиозных войн. Однако можно назвать не так много имен тех, кто сделал для величия второй родины столько же, сколько этот выдающийся ученый. Он вошел в историю как создатель теорий химического равновесия и химического сродства, первооткрыватель многочисленных химических соединений, организатор науки и промышленности Франции.

Получив в Туринском университете степень доктора, Бертолле в 1772 году покидает Италию и переселяется в Париж. Молодой врач с увлечением занялся химическими исследованиями, которые быстро принесли ему славу, и в 1780 году он уже получил кресло в Академии наук.

Долгие годы Бертолле был научным противником Лавуазье, но первым нашел в себе мужество признать собственные заблуждения. Шестого 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 ученых, приведшая к многочисленным плодотворным результатам. Вместе с Лавуазье и Гитоном 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.

Наверняка каждый слышал о бертолетовой соли. В 1786 году Бертолле, пропуская хлор через горячий раствор щелочи, получил соль, названную впоследствии его именем. 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 оказались настолько успешными, что было решено изготовить крупную партию нового пороха.

Опыты с хлоратными взрывчатыми веществами продолжались более столетия. Бертолетова соль – такой сильный окислитель, что ее смесь с обыкновенным керосином является опаснейшим взрывчатым веществом. В середине прошлого века было даже испытано вещество, состоящее из бертолетовой соли и… сахара. Эта сладкая смесь имела взрывчатую силу большую, чем обыкновенный порох.

Бертолетова соль чувствительна к трению, неустойчива, при хранении выделяет хлор и кислород. Все это не только снижает качество пороха и повышает его опасность, но и приводит к разъеданию и порче оружия. Однако в силу простоты и дешевизны хлоратных взрывчатых веществ они применяются до сих пор. Бертолетова соль обязательно входит, вместе с гремучей ртутью, в воспламенительные составы капсюлей для огнестрельного оружия.

Тем временем во Франции назревал другой взрыв – взрыв народного гнева против феодального угнетения. Обстановка накалялась с каждым днем. В ночь с 12 на 13 июля 1789 года директор Управления пороха и селитры Лавуазье распорядился тайно переправить запасы пороха из Арсенала в более надежное место – Бастилию. А еще через сутки состоялся ее исторический штурм, с которого началась Великая французская революция.

Революция дала мощный толчок научному и техническому творчеству, раскрепостила народ Франции в политическом отношении. Сразу же была проведена реформа образования и созданы новые высшие школы, музеи, библиотеки. Это время ознаменовалось введением метрической системы, значение которой для человечества трудно переоценить. Лавуазье принимал активное участие во всех этих преобразованиях, взяв на себя руководство реформой мер и весов. Ранее он уже показал себя как смелый революционер в науке и оказался весьма уверенным либералом в политике.

Введение единой метрической системы было актом не столько технической, сколько политической революции. В 1795 году эта работа была завершена, и на платиновом эталоне метра была выгравирована надпись: «На все времена всем народам». Талейран по этому поводу заметил: «Завершилось предприятие, результаты которого должны будут в один прекрасный день стать достоянием всего мира».

Еще во время работы над метрической системой Лавуазье почувствовал, что тучи над его головой сгущаются. Начались нападки на Академию наук. Депутаты Конвента во всеуслышание заявляли о бесполезности ее существования и требовали ее ликвидации. Лавуазье же в глазах народа был прежде всего откупщик, все остальное казалось неважным, многие даже не знали о его великих открытиях. И в жизни ученого наступил переломный момент.

Восьмого августа 1793 года Академия была распущена. Посвятивший ей всю свою жизнь Лавуазье до последнего дня боролся за ее сохранение и восстановление, подчеркивая всю важность науки и научных учреждений для процветания и мощи государства. В доказательство он приводил неоспоримые факты из прошлых заслуг Академии, события, ставшие историческими, но не добился ничего. Напротив, 23 декабря 1793 года Лавуазье и некоторые другие ученые, разделявшие его взгляды, были исключены из Комиссии мер и весов как люди, «не заслуживающие доверия по недостатку республиканской доблести и ненависти к королям».

Следствие продолжалось несколько месяцев, после чего 8 мая 1794 года Лавуазье предстал перед трибуналом, был осужден и приговорен к смертной казни. Лагранж, когда ему сообщили о казни, с горечью заметил: «Достаточно было всего лишь одного мгновения, чтобы отрубить эту голову, но потребуется, вероятно, целое столетие, чтобы породить ей подобную».

Судьба Бертолле в это время складывалась совершенно иначе: он полностью принял революцию и продолжал работать на благо науки, причем совершенно бескорыстно.

В 1789 году Бертолле открыл новый метод быстрого и дешевого беления тканей при помощи хлора. Своим открытием он произвел настоящий переворот в легкой промышленности. Бертолле не думал о своей выгоде, хотя ему предлагали огромные суммы. Его, казалось, совершенно не волновало, что за свое изобретение он мог бы получить десятки миллионов, и он продолжал работать в этой области. Следующим этапом стала организация крашения тканей. Монография Бертолле на эту тему десятки лет была настольной книгой красильщиков, принеся им большие прибыли, но сам Бертолле ничего на этом не заработал.

Далее, вместе с Гаспаром Монжем, творцом начертательной геометрии, крупнейшим математиком, механиком и металлургом, Бертолле осуществил глубокие изменения в технологии выплавки металлов, нашел способ долгого хранения пресной воды в трюмах кораблей, за что ему до сих пор обязано человечество спасением жизней многих выдающихся мореплавателей. Бертолле и Монж стали основателями Политехнической школы, одного из лучших высших учебных заведений Франции, и первыми ее профессорами.

Но для Франции настали тяжелые времена. Весь 1793 год шла изнурительная война и с внешним, и с внутренним врагом – против революционной Франции объединились Англия, Австрия, Пруссия, Голландия, Испания, Сардиния, Неаполь.

С гибелью средиземноморского флота прекратилось поступление селитры из Индии. Франция оказалась в кольце блокады с моря и суши. Поступлений готового пороха также не было. Предстояло либо любой ценой получить селитру и обороняться, либо сдаться на милость победителей.

К сбору селитры правительством было привлечено все свободное от военной службы население, включая выдающихся ученых Франции. Среди них оказался и Бертолле, которому было поручено, совместно с Монжем, возглавить работы по физике, химии и механике в лаборатории Меллона.

Бертолле организовал работу в подведомственных ему областях по изысканию новых типов и методов производства пороха. Исследования не давались ученому легко, приходилось расплачиваться жизнями за каждую новую неудачу. И Бертолле был среди первых, кто рисковал собой.

Гитон де Морво и Жан-Антуан Шапталь, друзья Бертолле, встали во главе сбора селитры и производства пороха. Декреты и воззвания поддерживались энергичными действиями. Во все департаменты были разосланы составленные Шапталем и Гитоном де Морво инструкции по изготовлению селитры. Котлы и другое нужное оборудование изымались у владельцев и передавались для выпаривания селитры. В селитряницы превращались даже храмы. Все это вместе взятое дало наконец свои плоды: за одиннадцать месяцев было получено двадцать два миллиона фунтов селитры.

Усилия не прошли даром, и наступление Франция встретила во всеоружии, враг был отброшен за пределы республики.

После революции Клод Бертолле прожил еще долгую и счастливую жизнь. Им были открыты фундаментальные законы химии, организовано промышленное производство соды. Он провел множество исследований совместно с Монжем, Лапласом, Араго, Гей-Люссаком. Его ожидали всеобщий почет и даже преклонение, звания сенатора, графа, пэра, кавалера многих орденов, научные путешествия в Италию и Египет. До конца своих дней этот выдающийся ученый оставался бескорыстным, честным и открытым человеком.