Размышляя над различными явлениями природы, Ломоносов задавал себе вопрос: что происходит с металлом, который подвергают прокаливанию?
«Нет никакого сомнения, — писал он, — что частички воздуха, непрерывно текущего над обжигаемым телом, соединяются с ним и увеличивают его вес».
Теперь это утверждение Ломоносова нам понятно. Мы знаем о вездесущем газе кислороде, который является составной частью воздуха и соединяется со многими элементами во время горения, а особенно охотно с металлами.
Но современники Ломоносова иначе объясняли процессы горения.
Среди некоторых учёных утвердилась вера в особое загадочное вещество «теплотвор». Где оно находится, как выглядит и какие имеет свойства, никто точно не знал. Но учёные думали, что «теплотвор» входит в нагретые тела, а когда они охлаждаются — из них выходит.
М. В. Ломоносов за опытами.
Убеждение это было прочно, и никто не осмеливался подвергнуть его сомнению.
Один английский учёный, Роберт Бойль, проделал такой опыт. Он поместил кусок свинца в тугоплавкую стеклянную колбу с узким изогнутым горлом. Такие колбы называются ретортами. Отверстие реторты он запаял и взвесил её. Затем поставил на огонь. Два часа длилось нагревание. Кусок свинца за это время превратился в порошок — в окалину. Тогда Бойль снял реторту с огня и вскрыл её. Воздух со свистом ворвался внутрь реторты, но Бойль не обратил на это никакого внимания.
Взвесив реторту с окалиной свинца и сравнив с первоначальным весом, учёный увидел прибавку.
Какой же вывод из этого сделал Бойль? Не подозревая о роли газа кислорода, о его способности соединяться с металлами, Бойль и не искал никаких новых объяснений своему опыту. Он удовольствовался старым.
«Всё дело в теплотворе! — решил Бойль. — Во время нагревания он проник сквозь стеклянные стенки реторты, вошёл внутрь металла и отяжелил его…»
Ломоносов не верил в существование загадочного теплотвора.
«Что происходит в запаянной реторте во время прокаливания? — думал он. И сам себе отвечал: — Химическая реакция. Частички воздуха, которые остались в реторте, присоединяются к частичкам свинца. Образуется новое вещество — окалина. Вес металла, конечно, становится при этом больше. Но одновременно должен убавиться вес воздуха, потому что часть его использовалась на образование окалины. Значит, общий вес всех веществ, заключённых в реторте, не убавился и не прибавился. — Таков закон природы…»
Когда Ломоносов все эти свои сомнения излагал перед учёными, они только плечами пожимали.
— Дерзкий человек! Он хочет нарушить основы науки! — говорили учёные. — Он не верит в «теплотвор»!
Ломоносов решил повторить опыт Роберта Бойля и показать, в чём была его ошибка. Он взвесил запаянную реторту, в которой находился свинец, прокалил её и снова взвесил.
После прокаливания вес не изменился. В чём же дело? Почему у Бойля получилось иначе?
— Очень просто, — объяснил Ломоносов. — Бойль открыл реторту до взвешивания. Впустил в неё внешний воздух. Он занял место того, который во время опыта соединился с металлом. Вот за счёт этого ворвавшегося внешнего воздуха реторта и стала тяжелее…
А Ломоносов взвешивал, не открывая. В его реторту не проникло ничего извне. И, конечно, результаты его опыта надо было признать более точными. Так просто и наглядно доказал великий учёный справедливость своих слов о том, что материя не может ни исчезнуть, ни возникнуть из ничего.
Несмотря на убедительность опытов и ясность мыслей, учение Ломоносова мало распространялось. Русские цари и все те, кто правил Россией, относились с недоверием к своим отечественным учёным.
Многие труды Ломоносова остались ненапечатанными. Проходили десятки лет, рукописи Ломоносова лежали покрытые архивной пылью. Другие учёные открывали то, что давно было открыто Ломоносовым. Слава о них гремела на весь мир, а имя гениального русского учёного оставалось неизвестным.
Так случилось и с законом сохранения вещества.
Много времени спустя после Ломоносова его вновь открыл французский учёный Лавуазье. Некоторые исследователи утверждают, что Лавуазье знал о работах Михаила Васильевича Ломоносова. Другие считают, что Лавуазье открыл закон самостоятельно. Но как бы там ни было, документы, письма и статьи, найденные в архивах, свидетельствуют, что первооткрывателем величайшего закона природы надо признать Ломоносова.
Сложная судьба была у этого человека! Во многом переросший своих современников, горячий патриот родины, он с трудом добивался признания и сносных условий для работы.
Придавая огромное значение точным измерениям в химии, Ломоносов долгие годы не имел лаборатории, где мог бы экспериментировать, искать подтверждение своим гениальным мыслям. Уже будучи профессором химии, он всё ещё писал: «Хотя имею я усердное желание в химических трудах упражняться и тем отечеству честь и пользу приносить, однако без лаборатории принуждён только одним чтением химических книг и теорией довольствоваться». Много усилий затратил он, пока добился строительства первой в России химической лаборатории.
В проекте, который Ломоносов представил Академии наук, он писал:
«В химических действиях намерен я поступать таким порядком: 1. Нужные в химических трудах употребительные натуральные материи сперва со всяким старанием вычистить, чтобы в них никакого постороннего примесу не было, от которого обман быть может… 2. Вычищенные материи разделять сколько можно на те, из которых они натурально сложены. 3. Для лучшего доказательства, что разделённые материи из оных простых состоят, намерен оные снова соединять сколь возможно. 4. Разные натуральные и сделанные материи соединять разными химическими способами для произведения новых действий и материй, которые могут часто пользовать в познании натуры и к прирощению художеств. 5. Сделанные другими химиками важные опыты, которые хотя и вероятны, однако несколько сомнительны… или неточно описаны, повторить и тем их справедливость или подлог исследовать».
И последнее:
«При всех помянутых опытах буду я примечать и записывать… самые действия, вес или меру употребляемых к тому материй…»
В проекте этом изложена огромная программа действий. Ломоносов выполнил свой план. Он исследовал много сложных веществ, разлагал их на составные части, соединял из этих составных частей новые вещества, проверял опыты других учёных.
И всегда помнил главное правило работы химика — соблюдал меру и вес.
С тех пор все многочисленные лаборатории нашей страны не забывают эту основную заповедь ломоносовского учения.
В гостях у химиков
Пройдём же в какую-либо химическую лабораторию и посмотрим, как там работают. В каждом городе их можно найти десятки. В одних исследуют руду, в других — металлические сплавы, в третьих — пищу.
Трудно перечислить все ветви и ответвления, которые появились в современной химической науке. И, конечно, лаборатория мукомольного завода, где проверяют качество муки, будет отличаться от лаборатории горного рудника или завода, где варят сталь.
Но, заглянув и туда и сюда, мы найдём много общего. Мы увидим высокие лабораторные столы, покрытые линолеумом или стеклом, полки с расставленными на них склянками, причудливо изогнутые стеклянные приборы, сушильные шкафы, электрические печи и удивительную химическую посуду.
Я говорю «удивительную» потому, что она не похожа на обычную посуду, какой пользуются в домашнем обиходе. Наполненные цветными жидкостями стоят на столах высокие стаканы и колбы. У колб самые разнообразные горлышки. У одних — короткие и широкие, у других — узкие и длинные, а у третьих — изогнутые.
В лаборатории пользуются и фарфоровой посудой, но и она не похожа на нашу домашнюю. Это — узкие лодочки, стаканы, тигли разных размеров от маленького, как детский напёрсток, до больших, как чайная чашка.
