Химик Анри Этьен Сент-Клер Девилль

АНРИ ЭТЬЕНН СЕНТ-КЛЕР ДЕВИЛЛЬ

(1818-1881)

ВВЕДЕНИЕ

Анри Сент-Клер Девилль внес большой вклад в развитие химии. Такими словами начинается почти каждое описание и биография ученого-химика. Он действительно внес большой вклад в развитие химии. Анри Сент-Клер Девилль изучил свойства многих веществ при высоких температурах. Сконструированные им и его учениками и сотрудниками высокотемпературные печи смогли достичь высоких температур, что привело к получению металлического молибдена, титана, был получен бор. Все эти элементы не были получены раньше или же за них принимали их нитриды или окиси.

Девилль также смог усовершенствовать получение алюминия, который стал использоваться в те времена в ювелирной практике.

Жизненный путь химика.

Раздался последний гудок, и «Атлантик», медленно отчалив от пристани, взял курс на восток.

Облокотившись на перила палубы, Шарль и Анри Девилль махали стоявшей на берегу матери. Ее длинное белое платье и широкополая шляпа сливались с белизной каменной пристани. Постепенно порт скрылся за горизонтом. Вокруг расстилались необъятные просторы Атлантического океана.

Мальчики впервые в жизни покинули родные края и отправились в далекое путешествие – в Европу. Раньше они не раз плавали на кораблях отца: доходили до Сент-Кроа и даже до Больших Антильских островов. Их отец, владелец судоходной компании, доставлял своим сыновьям эти маленькие радости. Но сейчас они вдвоем отправились в Париж – учиться.

Десятилетний Анри был в восторге от сказочного путешествия. Теперь уж никто не осмелится сказать, что они малыши: одни, без родителей, отправились в такой дальний путь. Правда, Шарль, который старше его на четыре года, старается подражать взрослым и все время командует Анри. Но маленький Анри не очень огорчается этим: он любит брата и потому не обижается на него. Оба мальчика мечтали о встрече с Парижем, родине их родителей, о котором часто с нескрываемым восторгом рассказывала им мать.

Дядя Жюльен предоставил детям полную свободу на корабле. Они целыми днями гуляли по палубе, восхищаясь морем, вспоминая родной остров Сент-Тома, думая о будущей жизни во Франции...

Госпожа Девилль уделяла большое внимание воспитанию двух своих сыновей. Она сама познакомила их с литературой, обучила французскому языку и давала уроки музыки. Но сыновья всеми уважаемого господина Девилля должны были получить систематическое образование. По его мнению, такое образование они могли получить только в Париже.

Огромный и шумный город ошеломил двух маленьких приезжих. Анри он казался порой страшнее ураганов, часто налетавших на острова в засушливый период августа. Но за высокими стенами института «Сент-Барб» всегда было спокойно. Там мальчики и начали свою новую жизнь. Несмотря на разницу в возрасте, они учились в одном классе, вместе готовили уроки, гуляли в саду за часовней, нередко вспоми­нали родной, но такой далекий теперь остров.

Обучение в институте «Сент-Барб» велось по государственным классическим программам, принятым еще во времена правления Наполеона І. Институт давал прочный фундамент знаний, готовя своих воспитанников к университету. В нем преподавали известные педагоги. Некоторые из них занимались научно-исследовательской работой. Опытные воспитатели, они умели пробудить интерес у своих учеников к науке. И братья Девилль не были в данном случае исключением: свою жизнь они тоже решили посвятить научным исследованиям.

Шли годы, и перед братьями встал вопрос о выборе будущей профессии. Шарль увлекался минералогией и геологией и он решил поступить в Горно-геологический институт. А Анри выбрал медицину.

Шарль и Анри получили отдельную комнату и полный пансион в трехэтажном доме на улице де ля Харп, принадлежавшем их дальнему родственнику. Они с головой окунулись в изучение новых наук. Занятия в лабораториях, лекции известных профессоров, самостоятельная работа с научной литературой – все это целиком заполняло их время.

Анри не удовлетворялся лишь занятиями в медицинском институте – он не пропускал и ни одной из публичных лекций, с которыми выступали знаменитые ученые Доминик Франсуа Араго, Жозеф Луи Гей-Люссак, Луи Жак Тенар, Жан Батист Био.

Особенно его заинтересовали лекции по химии Тенара в Сорбонне. Анри записывал эти лекции и набрасывал эскизы экспериментальных установок. Он мечтал сам проводить демонстрационные опыты, которыми Тенар сопровождал свои лекции.

Анри давно подумывал превратить мансарду, в доме на улице де ля Харп в лабораторию. Шарль одобрил его идею, и он, не колеблясь более ни минуты, взялся за дело. Средств у него для этого было достаточно – отец не скупился и щедро снабжал сыновей деньгами. Вскоре мансарда превратилась в настоящую лабораторию. В ней молодой студент-медик Анри Сент-Клер Девилль делал свои первые робкие шаги в химии.

Ему не хватало знаний и практического опыта, но, упорно и методически повторяя опыты, он усвоил лабораторную технику, и даже самые сложные эксперименты Тенара теперь не пугали его. Он мог успешно повторить их. Самостоятельная работа в химической лаборатории и постоянное чтение химической литературы придали ему уверенность в своих силах, которые, не покидали затем ученого на протяжении всей его жизни.

Спустя год Анри достал несколько руководств по химии и стал самостоятельно проводить разнообразные эксперименты. Сложные операции по получению чистых веществ из природных продуктов увлекли его, и он незаметно начал ставить опыты, о которых не мог прочитать ни в одном руководстве. Он поставил, например, задачу извлечь вещество, придающее характерный запах скипидарному маслу. Он надеялся, что ему удастся определить его состав и изучить лечебные свойства этого широко применяемого в медицине вещества. Многократную дистилляцию, обработку серной кислотой, а потом едким натром, анализ продуктов – все эти сложные проце­дуры провел самоучка Анри, которому в то время едва исполнилось двадцать лет. Потом он изложил результаты в статье «Исследование скипидара» и представил ее Французской Академии наук.

Редакционный совет академии в то время входили Тенар, Пелуз и Дюма. Они оценили статью следующим образом: «Трудность рассматриваемого вопроса, особая тщательность, с которой описаны эксперименты, и некоторые новые результаты, полученные автором, определяют значение статьи, Поэтому совет рекомендует ее для опубликования в журнале академии».

Успех вдохновил молодого студента, и он продолжил свои исследования с еще большим усердием. В 1840 году он опубликовал еще одну статью о скипидаре, а потом приступил к изучению некоторых смол, получавшихся из тропических растений. Часть этих смол он собрал сам во время летних каникул, которые провел вместе с Шарлем на острове Сент-Тома, иные купил в Сент-Хуане.

Исследование веществ, входящих в состав смолы элеми и толубальзама, представляло интересную, но очень трудную задачу.

Химики уже в течение нескольких десятилетий изучали тропические растения, в результате чего список новых, ранее не известных веществ непрерывно пополнялся. Были изучены свойства стрихнина, бруцина, хинина, морфина и десятков других веществ. Анри надеялся, что ему удастся открыть новое соединение, содержащееся в этих еще не исследованных смолах. Он подверг их продолжительной обработке различными реактивами, надеясь выделить неизвестное вещество, но желаемых результатов не получил.

В результате перегонки толубальзама был получен углеводород, очень похожий на бензол и сравнительно легко взаимодействующий с концентрированными серной и азотной кислотами; продуктами взаимодействия были твердые вещества. По данным анализов можно было заключить, что эта жидкость сходна с жидкостью, полученной в 1837 году Жозефом Пелетье и названной им ретинафтеном. Свойства нового вещества, однако, совпадали с ним не полностью, поэтому Анри решил, что это какой-либо изомер ретинафтена, и назвал его бензоен из-за сходства с бензолом. Позже было установлено, что Девилль и Пелетье получили одно и то же вещество, которое сегодня называется толуолом.

Анри не ограничился исследованием лишь одних смол. Он изучил лимонное масло, канифоль, креозот и другие вещества. Тенар и Дюма с удовлетворением следили за успехами молодого Сент-Клер Девилля и старались направить его научную деятельность. Благодаря неутомимой исследовательской работе в 1843 году Девилль получил степени доктора медицины и доктора химии. Это было первое признание трудов молодого ученого.

Теперь Анри снова оказался на распутье. Где и чем заниматься? Поехать в Сент-Тома и начать врачебную практику? Тогда он наверняка оторвется от науки. Остаться в Париже и посвятить себя химии? Но где взять средства на существование? Судоходная компания отца, да и имение под Бержераком приносили все меньше доходов. Быть, может, и рискованно, но он останется в Париже, он продолжит работу в лаборатории на чердаке. Его обуревают новые идеи, и он обязан претворить их в жизнь.

В том же году родители Девилля выехали из Сент-Тома в Париж, чтобы справить свадьбы двух своих сыновей. Несколькими месяцами позже по рекомендации Тенара Анри был назначен профессором химии нового факультета в Безансоне.

Двадцатишестилетний профессор Девилль принялся за организацию факультета с присущим молодости энтузиазмом. В кратчайший срок лаборатории были снабжены всем необходимым как для учебной, так и для научной работы. Несмотря на то, что Девилль закончил медицинский факультет, он учился у многих выдающихся химиков и обладал такими обширными познаниями, что ему удалось без особых усилий подготовить лекции, отличавшиеся ясностью изложения и большой широтой рассматриваемых проблем.

Буквально через несколько месяцев после приезда Анри Девилля в Безансон его имя произносилось с уважением каждым жителем города. Этому немало способствовала его деятельность, связанная с водоснабжением города. Питьевую воду для Безансона брали из реки Дуб, однако высказывались сомнения в пригодности воды, и городской совет обратился с просьбой к профессору Сент-Клер Девиллю провести анализ воды и дать заключение.

Исследования Девилля до тех пор касались главным образом органической химии, а задача, которую ему предстояло решить, носила чисто аналитический характер. Но это не остановило его. Девилль достал необходимые руководства по аналитической химии, изучил методы и приступил к работе. Он не ограничился исследованием воды только реки Дуб. Ученый поручил доставить ему пробы вод из других рек и источников. За несколько недель он овладел техникой мокрого и сухого анализа и приступил к непосредственному анализу вод. Многие из методов, применявшихся для этой цели, оказались непригодными или неточными. Это заставило его разработать новые, объединить старые, видоизменить и усовершенствовать их. Результаты этих исследований Девилль опубликовал в двух статьях в 1847 и 1848 годах. В них он доказал, что речные воды всегда содержат силикаты и нитраты – факт, подтвержденный позже Буссенго. Это открытие имело большое значение для земледелия, так как речные воды могли быть использованы как естественный источник азота, необходимого для развития растений.

Работа в области аналитической химии связала его до некоторой степени и с неорганической химией. В то время многие химики поддерживали мнение Шарля Жерара о возможности получать ангидриды только многоосновных кислот. Это мнение не было подтверждено экспериментально: оно возникло лишь на основе теоретических соображений; Сент-Клер Девилль его не принимал.

– «Мы просто еще не знаем методов получения ангидридов одноосновных кислот, — размышлял Девилль. – Я должен подумать над этим. Скажем, нитрат серебра образует с хлоридами нерастворимый хлорид серебра. Если вместо хлорида взять сухой хлор, я смогу получить все тот же хлорид серебра; тогда освободившийся остаток азотной кислоты должен превратиться в ангидрид.»

Идея была логичной, и ученый приступил к ее осуществлению. Стеклянную трубку заполняли кристаллами нитрата серебра, к одному из ее концов присоединяли сушильную трубку для осушки хлора, а другой, изогнутый конец погружали в охлаждающую смесь, чтобы собрать продукт реакции. Уже первые порции хлора превратили прозрачные кристаллы нитрата серебра в белое порошкообразное вещество, а в изогнутом конце трубки стала накапливаться бесцветная жидкость. С любопытством Девилль наблюдал за ходом процесса: что же представляет собой эта жидкость?

В лаборатории стоял сильный запах хлора. Ученый распахнул настежь окна и вернулся к прибору. Вместо жидкости, образовавшейся вначале в трубке, погруженной в охлажденную смесь, было полно бесцветных кристаллов. «Думаю, что это ангидрид азотной кислоты. Да, оказывается, он твердый. Надо сделать анализ», – решил Девилль.

Он взял часть кристаллов и бросил их в воду. Кристаллы моментально растворились, а температура раствора значительно повысилась. Анализ показал, что раствор содержит только азотную кислоту. Прозрачные кристаллы очень легко поглощали влагу из воздуха и быстро превращались в жидкость. Трубка снова заполнилась густой маслянистой жидкостью. Девилль повторил эксперимент несколько раз, многократно повторил и анализ самих кристаллов. Сомнения не было – их состав отвечал ангидриду азотной кислоты.

Статья, которую он послал в Париж, вызвала большой интерес. Результаты Девилля полностью опровергали взгляды Жерара, чему очень обрадовался Дюма, давно ведший острую полемику с Жераром. Дюма немедленно собрал ученый совет Сорбонны. В зале присутствовали все выдающиеся учетные Франции. С докладом об ангидриде азотной кислоты выступил Сент-Клер Девилль. На столе перед ним лежало несколько запаянных стеклянных ампул, заполненных кристаллами ангидрида. Аудитория наградила его долгими овациями...

Исключительная тщательность исследований снискали Девиллю симпатии парижских ученых, и по предложению Дюма в 1851 году он занял место профессора Балара в Высшей педагогической школе Парижа. Лаборатории здесь были просторными, но в них недоставало аппаратуры, отсутствовала и научная библиотека. Это не смутило Девилля, хотя суммы в 1800 франков в год явно не хватало для покрытия расходов по оборудованию лаборатории. Все же Девилль не приостановил исследовательскую работу.

Теперь он снова имел возможность встречаться в Париже с Шарлем. Братья обменивались мыслями, советовались по многим проблемам.

Исследования процессов минералообразования требовали проведения опытов при высоких температурах, и Анри решил помочь брату. Вот почему, прежде всего в лаборатории Высшей педагогической школы занялись конструированием и усовершенствованием высокотемпературных печей. Для достижения высокой температуры Девилль добавлял в воздух для горения некоторое количество кислорода. Этот прием дал отличные результаты: в печи легко достигалась очень высокая температура. Даже плавление такого тугоплавкого вещества, как фарфор, не представляло затруднений. Особенно высокую температуру получали, когда в качестве топлива использовали светильный газ, смешанный с кислородом. Пламя этой смеси ослепительно светилось, и даже платина, один из самых тугоплавких металлов, легко плавилась в нем.

Обычные тигли, в которых до сих пор проводили подобные плавки, не выдерживали таких высоких температур: они размягчались и разрушались. Пришлось искать новый, более огнеупорный материал. Девилль нашел выход и из этого положения. Он решил изготовлять тигли из чистой окиси кальция или магния. Температура плавления этих веществ очень высока: при нагревании до 2000°С и даже до 3000°С они лишь раскаляются и начинают светиться, но не обнаруживают никаких признаков размягчения. Минералогические исследования Шарля получили новые возможности, но работа при вы­соких температурах породила новые идеи и у самого Анри Девилля. Наряду с усовершенствованием печей он стал работать над осуществлением некоторых идей, возникших ещё во время аналитических исследований в Безансоне. Теперь внимание исследователя привлекло большое сходство свойств алюминия и трехвалентного железа.

«Если их свойства так близки, должны существовать и соединения двухвалентного алюминия, ведь соединения двухвалентного железа известны и хорошо изучены», – думал ученый.

Мысль о получении соединений двухвалентного алюминия не давала ему покоя. Он подробно изучил литературу по этому вопросу и познакомился с методом Вёлера: последнему удалось получить серый порошок, а потом и мелкие зернышки этого нового недостаточно изученного металла.

Может быть, при подходящих условиях восстановления именно метод Вёлера дает возможность получить соединения двухвалентного алюминия?

Металлический калий был уже сравнительно дешев, и проведение реакции не представляло таких трудностей, как это было во времена Вёлера. Девилль имел возможность осуществить реакцию в сравнительно большом масштабе. Для этой цели он использовал широкую платиновую трубку, которую загрузил металлическим калием. Один конец трубки он соединил с фарфоровым сосудом, в котором хлорид алюминия нагревался до высокой температуры. Пары хлорида алюминия вступали в реакцию с калием, который восстанавливал их до металлического алюминия. Благодаря усовершенствованным печам выпаривание хлорида алюминия осуществлялось легко. В этом случае в пламя не приходилось вдувать кислород, так как уже при 500°С вещество начинало испаряться.

Девилль подробно исследовал продукт реакции, пытаясь найти соединения двухвалентного алюминия, но все его усилия не привели к желаемому результату. В платиновой трубке он открыл лишь два металла – образовавшийся алюминий и непрореагировавший калий. Мелкие серебристо-белые частицы алюминия обладали хорошей ковкостью и не теряли блеска на воздухе.

Девилль называл алюминиевую руду глиной. Он, однако, применял не обычную глину, а пользовался совершенно чис­той, белой породой, которую добывали в окрестностях города Бо. Сегодня такая глина называется бокситом и по-прежнему является самым важным и почти незаменимым сырьем в производстве алюминия.

Эту глину подвергали очистке, чтобы удалить примеси железа, а потом смешивали получавшуюся окись алюминия с углем и смесь нагревали в среде хлора. Образовавшийся хлорид алюминия загружали в железную трубу, заполненную керамическими сосудами, каждый из которых вмещал по пол­килограмма натрия. Когда реакция заканчивалась, железную трубу нагревали до более высокой температуры, частицы образовавшегося алюминия расплавлялись и образовывали мелкие зернышки. После охлаждения железной трубы извлекали: керамические сосуды и тщательно собирали зернышки полученного металла. Когда их набиралось достаточно много, ими: загружали керамический сосуд и вновь нагревали до высокой: температуры, чтобы расплавить эти зерна и получить большой слиток металла. Однако операции эти были очень сложными, а их применение в большом масштабе невыгодно.

В результате многолетней работы Девиллю удалось усовершенствовать процесс. Теперь он мог в течение одного дня получить довольно большой слиток алюминия. Несмотря на это, стоимость серебристого металла достигала фантастической суммы: 30000 франков за килограмм! Алюминий стоил намного дороже золота.

Успех Девилля вызвал настоящую сенсацию. Несколько слитков алюминия выставили в фойе Академии наук, чтобы все могли видеть этот необычный металл. Через несколько дней Сент-Клер Девилль должен был отправиться на прием к самому императору, чтобы лично доложить ему о своих изысканиях.

Император Наполеон III долго любовался блестящими слитками металла.

Император замолчал на секунду, а потом сказал, обращаясь к Дюма: « Пусть из первого же полученного алюминия изготовят медаль, на которой должно быть изображение господина Девилля. Это будет выражением нашей признательности ученому.»

Но это заслуга Фридриха Вёлера, ваше величество. Он первый получил алюминий. Я лишь усовершенствовал процесс. Нужно изготовить медаль с изображением Вёлера... – возразил императору Девилль.

Работа на заводах Жавеля шла быстрым темпом. Девилль ввел ряд усовершенствований в метод получения натрия Гей-Люссака и Тенара, так как высокая цена на алюминий определялась значительной стоимостью натрия, необходимого для восстановления. Решение такой сложной проблемы требовало длительной и напряженной работы. Лучшими помощниками в этом Девиллю были Анри Жюль Дебре и Артур Морен. Усовершенствование методов, конструирование аппаратов – все требовало многократных опытов, тщательной проверки. Самая незначительная деталь имела большое значе­ние для производства.

Вскоре стало ясно, что взаимодействие с натрием протекает спокойнее и без опасности взрыва, если вместо хлорида алюминия брать его смесь с хлоридом натрия; даже когда металлический натрий плавился вместе с солями, опасности взрыва почти не было. По этому способу реакцию можно было проводить в значительно больших масштабах, а заметное увеличение производительности сразу снижало стоимость ме­талла.

Процесс стал еще выгоднее, когда вместо смеси хлоридов натрия и алюминия стали применять фторид натрия – алюминия. Это вещество (криолит) встречается в природе, образуя кристаллы, похожие на лед. Криолит плавится при сравнительно низкой температуре, легко соединяется с натрием, а образовавшийся алюминий удобно отливать в слитки.

18 июля 1855 года на заводах Жавеля получили первый слиток алюминия, произведенный в промышленном масштабе по усовершенствованному методу. За один производственный цикл получали слитки весом до 6 – 8 кг.

Когда была готова алюминиевая медаль, Академия наук устроила специальное торжество и вручила ее Фридриху Вёлеру. Девилль сидел в первом ряду и искренне радовался. Он всегда был далек от мыслей о славе и богатстве. Несмотря на то, что его вклад в производство алюминия был исключительным, он великодушно настоял на том, чтобы на медали было выгравировано имя Вёлера и год, когда великий немецкий ученый впервые получил крохотные зерна металла, – 1827.

– Не нахожу слов, чтобы выразить благодарность французским ученым, – сказал Вёлер. – Но, по-моему, заслуга в разработке процессов получения алюминия профессора Анри Сент-Клер Девилля исключительно велика. Только благодаря его трудам мы имеем возможность производить такие большие количества металла.

Вёлер подошел к Девиллю и сердечно пожал ему руку.

В сущности начало всему положили исследования Эрстеда, –продолжал Вёлер. – Еще в 1824 году он, восстановив хлорид алюминия амальгамой калия, после отгонки ртути получил серый металлический порошок. И лишь позже, по его просьбе, я принялся за усовершенствование этого метода.

И все-таки современный метод получения алюминия
своим появлением обязан вам, – настаивал Девилль.

Без вашей упорной работы он остался бы только научным фактом, коллега. Впрочем, оставим это, лучше покажите мне свою лабораторию.

Лаборатория Девилля слыла одной из самых современных не только в Париже, но и во всей Европе. Все выдающиеся химики того времени поддерживали тесные контакты с Анри Сент-Клер Девиллем. В его лаборатории часто делались открытия. Поскольку публикация научных статей требовала довольно длительного времени, Девилль каждую неделю докладывал о своих достижениях научной общественности. По воскресеньям, рано утром, все сотрудники приходили в лабораторию, чтобы привести ее в порядок. Они мыли пол, загрязненный шлаком и золой, чистили рабочие столы, расставляли на них полученные в течение недели вещества. Когда к десяти часам утра двери лаборатории открывались, она становилась похожей скорее на учебную аудиторию. Студенты, бывшие ученики Девилля, профессора, академики – химики, математики, философы, просто любители науки –— все торопились занять в ней места, чтобы услышать сообщения о последних достижениях Девилля.

Вёлер знал об этих интересных заседаниях по своим прежним посещениям Парижа, но теперь он имел возможность посетить лабораторию внеочередно и подробно побесе­довать об исследовательской работе Девилля.

Они вошли в лабораторию, когда в ней, как всегда, кипела работа. Сотрудники Девилля трудились буквально в поте лица. Шум насосов, подающих кислород, и грохот печей создавали впечатление, будто это кратер вулкана, где вот-вот начнется извержение.

Девилль подвел Вёлера к высокому молодому человеку, укреплявшему графитовое блюдо над раскаленной печью. По его лицу текли крупные капли лота.

– Хочу представить вам одного из моих сотрудников. Это Анри Жюль Дебре.

Дебре выпрямился, вытер замасленные руки тряпкой и поздоровался.

Мне известно, что вы работаете над методом очистки платины, – сказал Вёлер. – Вы разрешите присутствовать мне при разливке металла?

Если бы вы смогли задержаться еще на полчаса; то я был бы искренне рад показать вам эту операцию, – ответил Дебре.

 Ну конечно! Вы же знаете, что, кроме вас, никто еще не смог добиться таких высоких температур! Мне это очень интересно.

– Здесь температура около 1800°, – сказал Девилль. – Пройдем теперь к другой печи. Имею честь представить вам Анри Луи Мориса Карона. Надеюсь, что эта наша работа также привлечет ваше внимание. Ведь вы занимались минералообразованием, не так ли? Высокая температура благоприятствует кристаллизационным процессам. Нам с Кароном до известной степени удалось добиться контроля над ними. Расплавить окись алюминия невозможно; это вы знаете из вашей практики. Но при известных условиях и в присутствии разнообразных примесей она плавится и потом выкристаллизовывается, образуя прекрасные рубины и сапфиры.

Девилль попроеил сотрудника принести ящичек с драго­ценными камнями. На стол высыпалась разноцветная груда самых разнообразных камней – красных рубинов, синих сапфиров, темно-коричневых полупрозрачных цирконов... Вёлер долго любовался ими.

Вы в самом деле соперничаете с природой! – сказал он
с восхищением.

Мы скорее пытаемся подражать ей, – шутливо ответил Девилль. – Теперь мы уже знаем условия, при которых образуются эти красивые камни.

И многие другие минералы, – добавил Карон. – Вот, в этой коробочке хранится полученный нами апатит. Он очень похож на природный.

Если мы расплавляем смесь аморфного фосфата кальция и фторида кальция, образуется фторапатит, – сказал Девилль. – Если вместо фторида к фосфату добавить хлорид кальция, получается хлорапатит. Мы получили и другие фосфатные минералы, которые очень редко встречаются в природе.

Вот это фосфат магния, а это фосфат железа, – сказал Карон, подавая два блюда с мелкими блестящими образцами полученных минералов.

Удивительно! – воскликнул Вёлер. – Ваши высокотемпературные печи дают вам поистине неограниченные возможности для синтеза минералов. А что за синтез вы проводите теперь?

В настоящее время мы несколько отошли от проблемы получения минералов, – сказал Девилль. – Успехи в производстве алюминия заставили нас искать пути для получения других металлов в чистом виде. Вы знаете, что еще в 1829 году Бусси получил металлический магний, применив ваш ме­тод восстановления хлорида магния калием. Мы заменили калий натрием, поскольку с натрием реакция протекает более спокойно, и теперь предприятия производят, значительные количества этого легкого металла.

Мы пытаемся усовершенствовать метод, – вмещался Карон. – Присутствие фторида кальция благоприятствует реакции, так как реакционная смесь плавится при более низкой температуре.

Полагаю, что вы уже занимались изучением свойств магния? – спросил Вёлер. – Ведь мы до сих пор почти ниче­го не знаем о нем.

– Отчасти, – ответил Девилль. – Самое интересное то, что магний, подобно калию и натрию, горит на воздухе. Впрочем, вы можете в этом сами убедиться.

Девилль взял железной ложкой небольшой кусочек сероватого металла и внес в открытую печь. Магний воспламенился, и ослепительно белый свет залил всю лабораторию. Вёлер прикрыл глаза рукой.

Будто в лаборатории вспыхнуло солнце!

Предложение о восстановлении окиси бора натрием оказалось очень плодотворным: Вёлер и Девилль получили чистый аморфный бор в виде тонкого коричневого порошка. Они установили многие не известные до тех пор свойства этого элемента.

Особое внимание они обратили на способность бора гореть в атмосфере чистого азота. Полученный при этом процессе продукт представлял собой нитрид бора. Кроме опытов по восстановлению с помощью натрия, они сделали попытку провести восстановление алюминием, однако смесь окиси бора и порошкообразного алюминия оказалась инертной. Смесь нагрели настолько, что окись бора расплавилась и содержимое тигля превратилось в густую массу, но, тем не менее, реакция не шла. Температуру продолжали повышать дальше, и вдруг смесь в тигле стала потрескивать, на поверхности появились искорки, а стенки тигля стали раскаляться от выделившегося тепла. Температура повысилась еще больше, и непрореагировавший порошок алюминия расплавился. Немного спустя реакция прекратилась и раскаленный докрасна тигель стал медленно темнеть. Девилль высыпал его содержимое на фарфоровую плитку. Вёлер удалил белый порошок окиси алюминия, и открылась поверхность уже остывшего слитка алюминия. Коричневого порошка бора в тигле не было.

Невозможно, чтобы бор не выделился, – сказал Девилль, продолжая рассматривать белый порошок.

Если образовалась окись алюминия, должен получиться и бор, – заметил Вёлер.

Может быть, бор соединился с избыточным алюминием? Ответ нам даст анализ. Надо растворить алюминий и проанализировать образовавшийся раствор.

Вёлер опустил кусочек алюминия в стакан с соляной кис­лотой. Когда реакция закончилась, на дне стакана собралось несколько черных блестящих кристалликов, не растворявшихся в кислоте. Вскоре ученые убедились, что они получили новую аллотропическую форму бора – кристаллический бор. Эти маленькие блестящие кристаллика соперничали по твердости и блеску с самым твердым минералом – алмазом.

Сотрудничество ученых привело к еще одному значительному открытию. Им удалось получить в чистом виде и элемент титан. Вёлер знал по своим прежним исследованиям, что титан обладает весьма значительной реакционной способностью. Он очень легко связывается с азотом, образуя нитрид, поэтому все опыты по его получению он проводил в атмосфере водорода. Восстановление расплавленного фтортитаната калия парами натрия привело к получению чистого металла. Прежде пытались получить его и Берцелиус, и Уолластон, и Вёлер, но вместо металла образовывался нитрид, ошибочно принимаемый ими за металл. Чистый титан был очень похож на железо. Как и железо, он растворялся в соляной кислоте, образуя раствор хлорида титана.

Плодотворная деятельность Девилля в области металлургии принесла ему славу непревзойденного специалиста. Во время одного из регулярных воскресных собраний в его лаборатории среди посетителей появился высокий, статный незнакомец. Он с интересом рассматривал печи, тигли, изготовленные из графита, магнезита и окиси кальция. Когда посетители разошлись и лаборатория опустела, он подошел к Девиллю и сказал:

–Я русский, и к вам по поручению государя.

–Чём обязан этой чести?

–В царской казне хранится много отходов платины, оставшейся после чеканки монет. Кроме того, там хранятся руды, богатые платиной. Существует мнение, что извлечение платины из этих материалов известными методами невозможно. Я послан к вам с просьбой о содействии.

Единственное, что мы можем сделать, – сказал Девилль, – это изучить возможность извлечения платины из ваших материалов здесь, в нашей лаборатории. Этим могу заняться я сам, а также помощник Дебре.

Несколько месяцев спустя в лабораторию Девилля доставили ящики, присланные из России. В них было пятьдесят шесть килограммов платиносодержащих материалов. Девилль и Дебре немедленно приступили к работе. Около четырех месяцев непрерывно проводились процессы, а два ученых работали посменно – один днем, другой ночью.

Когда русский посол в Париже прибыл к ним за полученным металлом, Девилль передал ему 42 кг чистой платины, отлитой в слитки, и один слиток иридия весом 1,8 кг. Несмотря на большое количество обработанных материалов и сложные операции, было потеряно только 120 г благородного металла. Эта работа еще раз подтвердила репутацию Девилля как одного из самых выдающихся специалистов по платиновым металлам.

В последующие годы продолжились опыты по получению металлов в чистом виде. Так, при восстановлении окислов хрома и марганца был применен уголь, полученный из сахара, а кобальт и никель удалось получить термическим разложением их оксалатов.

В высокотемпературных печах удалось провести разложение многих веществ, которые до тех пор считались чрезвычайно стойкими. Под действием высокой температуры происходит распад молекул на более простые частицы. Этот процесс, названный термической диссоциацией, имел чрезвычайно большое значение при определении молекулярных весов газообразных веществ. Метод определения молекулярных весов веществ по Дюма находил ограниченное применение из-за невысокой термостойкости стекла. Чтобы расширить возможности этого метода, Девилль применил фарфоровые сосуды, а нагревание проводил парами кипящих серы, ртути, кадмия или цинка. Таким образом, ему удалось провести измерения при 1000°, а в некоторых случаях даже при 1200 °С.

Результаты оказались весьма неожиданными. Молекулярный вес хлорида алюминия, определенный при 500°С, был около 272, а при 1000°С – около 136. Подобные же результаты были получены и для ряда других веществ.

Ошибок во время измерений быть не могло, так как помощник Девилля Трост проводил все эксперименты с исключительной точностью, и тем не менее величины молекулярного веса зависели от температуры. Чем выше была температура, при которой проводили измерение, тем меньше оказывалось полученное значение.

На основе этих данных Девилль сделал вывод: при высоких температурах молекулы распадаются – протекает термическая диссоциация.

Некоторые ученые встретили этот вывод с недоверием, но вскоре они изменили свое мнение, так как доводы ученого были неоспоримы.

Многие научные общества избрали Девилля своим почетным членом, выразив таким образом признание его научных достижений. В 1861 году он стал членом Французской Академии наук. За шесть лет до этого, в 1855 году, во время одной из бесед он узнал, что Дюма намеревался выдвинуть его в члены Академии за создание промышленного метода производства алюминия. Девилль всячески противился этому решению: он считал неэтичным для себя стать членом Академии раньше брата: Шарль Девилль сделал значительный вклад в геологию и, как полагал Анри, должен был раньше его стать членом такого уважаемого всеми научного учреждения Франции.

Только после того, как Шарль был избран в члены Акаде­мии, Анри Девилль дал свое согласие. Братья Девилль, как и прежде, тепло относились друг к другу. Они дружили семья­ми. У Анри было пятеро сыновей, а у Шарля – четыре дочери.

Свадьба Этьенна и Анриетты еще больше сблизила обе семьи: совместные поездки во время летних каникул, общие семейные торжества – все было проникнуто взаимной любовью и согласием.

Большая дружба связывала Анри Сент-Клер Девилля с Луи Пастером. По какому-то странному стечению обстоятельств Девилль, окончивший медицинский факультет, преподавал химию в «Эколь Нормаль», а его коллега, Луи Пастер, окончивший химический факультет, преподавал биологию. Оба ученых часто проводили время вместе, беседуя о своих открытиях, о планах на будущее. Обширные познания в химии и в медицине очень сблизили их.

Основной проблемой, которой в то время занимался Девилль, была термическая диссоциация. Этот вопрос волновал почти всех ученых, часто приглашавших Девилля выступить с лекциями перед членами научных обществ. Такие лекции состоялись в 1859 и 1860 году в Женеве, а в 1864 году – в Париже. Специально для своих публичных выступлений Девилль сконструировал прибор, с помощью которого мог просто и наглядно демонстрировать термическое разложение воды.

Попытки объяснить этот процесс разложения делались и до меня, – рассказывал он Пастеру, – но все они были неудачными. Причина неудач заключалась в том, что полученные при разложении воды водород и кислород не разделялись. При медленном охлаждении смеси газы вновь взаимо­действовали, поэтому из трубки выходил только водяной пар. Все ученые считали, что вода при нагревании не разлагается.

– А в чем состоит преимущество твоей установки?

– Я использую открытие Томаса Грэма, заключающееся в том, что легкие газы проходят с большой скоростью через пористую перегородку. Для этой цели я пропускаю водяной пар через пористую трубку, нагретую докрасна. Вода термически разлагается на водород и кислород, но через поры проходит только водород, а в трубке остается неразложившийся пар и кислород, который собирается в стеклянном цилиндре.

– Но в своем докладе ты сказал, что получаешь гремучую смесь, а не кислород.

– Да. Это так, потому что пористая трубка вставлена в другую, более широкую и не пористую, чтобы собрать водород. Если после охлаждения оба газа отвести в общий сосуд, получается смесь водорода и кислорода, то есть гремучий газ.

– Эксперимент остроумный и убедительный.

– Да, Луи, убедительный. Можно с уверенностью сказать, что все вещества при высокой температуре разлагаются. Нужно только их нагреть до определенной температуры.

Пастер погрузился в воспоминания.

Спустя несколько месяцев после этого разговора Пастера постигло большое несчастье: его парализовало. Он неподвижно лежал в постели.

– Я не жалею себя,— сказал он Девиллю, – жаль лишь работу – она останется незаконченной.

– Ты не прав, — успокаивал его Девиль. – Ты будешь жить еще долго: ведь тебе всего лишь 46 лет. Запомни мои слова: ты переживешь меня и даже скажешь прощальное слово на моей могиле.

Пастер горько улыбнулся

Слова Девялля оказались пророческими. Здоровье Пастера постепенно восстановилось.

Девилль продолжал изучать термическую диссоциацию, ее связь с аллотропическими превращениями веществ и другие проблемы. Экспериментальные исследования проводили его ученики Трост и Отфель. Но спокойный ход работы уче­ного был нарушен внезапной смертью Шарля. Девилль безутешно рыдал над гробом любимого брата. Потеря Шарля была тяжелым ударом для Анри Девилля. Теперь он жил с постоянной мыслью о близкой кончине. Девилль стал нервным, он беспокоился о будущем своих детей, мечтал оставить им состояние, чтобы они могли спокойно устроиться в жизни, но чувствовал, что дни его сочтены. Этот страх перед близким концом расшатывал его здоровье, он постоянно требовал врачей.

И смерть не пощадила ученого. Он умер 1 июля 1881 года в деревне Бюлон сюр-Сен, недалеко от Парижа. Похоронили его, как он завещал, рядом с могилой брата. Как он и предсказал когда-то, надгробную речь на его могиле произнес Луи Пастер.

Список использованной литературы

1.  Глинка Н. Л. Общая химия. – Л.: Химия, 1988. – 702 с.

2.  Химическая энциклопедия в 5 т. / под ред. И. Л. Кнунянца. – М.: Советская энциклопедия, 1990.

3.  Манолов Н. К. Великие химики – М.: Мир, 1989. – 425 с.