Как были открыты химические элементы

ХЛОР

В далекие времена людям были известны такие соединения хлора, как поваренная соль NaCl и нашатырь NH4Cl. Потом наступила очередь знакомства с соляной кислотой НС1, и она находила самые разнообразные применения. В руках исследователей находились многочисленные соединения хлора. И нет никаких сомнений, что в ходе манипуляций с этими веществами не раз был получен свободный хлор. Среди тех, кому удалось его наблюдать, были такие выдающиеся ученые, как И. Глаубер (он приготовил широко известную глауберову соль), И. Ван-Гельмонт и Р. Бойль. Но едва ли кто из этих естествоиспытателей, даже если бы и обратил внимание на странный желто-зеленый газ, сумел бы понять его природу.

Пребывал в заблуждении и шведский химик К. Шееле. Он получил хлор тем же самым способом, который описан в школьном учебнике, действуя соляной кислотой на оксид марганца (К. Шееле брал размельченный пиролюзит, природную MnO2). Было бы неправильным сказать, что ученый наткнулся на этот химический процесс случайно. К. Шееле знал, что при действии НСl на пиролюзит должен получиться воспламеняемый (или горючий) воздух (будущий водород), как это всегда бывало, когда кислоты действовали на металлы (см. с. 37). Газ действительно выделялся, но он даже отдаленно ничем не напоминал воспламеняемый воздух. У него был очень неприятный запах, не радующий глаз желто-зеленый цвет. Он разъедал пробки, обесцвечивал цветы и листья растений. Новый газ оказался активнейшим химическим реагентом. Он действовал на многие металлы, в смеси с аммиаком образовывал густой дым (хлорид аммония NH4Cl). В воде газ растворялся слабо. К. Шееле не произнес слов «новый химический элемент», хотя и держал его в руках, а логика рассуждений приводила к выводу об элементарности газа. Шведский химик был активным сторонником теории флогистона. Он считал, что открытый им газ является соляной кислотой, потерявшей флогистон. Поэтому он назвал его дефлогистированной соляной кислотой или дефлогистированной муриевой кислотой (НСl называли муриевой кислотой, от латинского слова maria, означающего «рассол, соленая вода»). В то время К. Шееле разделял мнение Г. Кавендиша и других ученых, что воспламеняемый воздух (водород) есть флогистон. Отсюда следовало, что новый газ должен быть простым телом (соляная кислота минус флогистон). Но такого, казалось бы, очевидного вывода К. Шееле не сделал. Датой открытия нового газа считается 1774 г. Но прошло довольно много времени, прежде чем было окончательно понято, что же он из себя представляет.

А. Лавуазье ниспроверг флогистонные представления. Понятно, что само название «дефлогистированная муриевая кислота» вызвало у него активный протест. С точки зрения А. Лавуазье, кислота К. Шееле являлась соединением муриевой (соляной) кислоты с кислородом. В окисленную муриевую кислоту — вот во что превратился у А. Лавуазье будущий химический элемент хлор. Ведь, по мнению французского химика, все кислоты должны содержать кислород, находящийся в соединении с каким-либо элементом. Его А. Лавуазье именует мурием и помещает в «Таблицу простых тел» (муриевый радикал — radical muriatique).

Получился парадокс: пытаясь правильно истолковать природу газа, открытого К. Шееле, А. Лавуазье лишь усложнил представления о нем. Но, пожалуй, это было то звено в истории открытия хлора, которое неизбежно должно было появиться в соответствии с новыми теоретическими идеями. Кое-кто из химиков пытался получить свободный мурий. Легко понять, что попытки эти были беспредметны. Но сущность нового газа отсюда не стала яснее.

В 1807 г. его загадку решил разгадать Г. Дэви. Он подвергнул пресловутую муриевую кислоту самым различным воздействиям. Г. Дэви пытался разложить ее с помощью электролиза, но никакого разложения не происходило. Как он ни изощрялся в своих манипуляциях с оксимуриевой кислотой, ему никак не удавалось получить воду или выделить кислород. Словом, кислота вела себя так, как будто это простое вещество. Тем более, когда она действовала на металлы или их оксиды, образовывались типичные соли. Ничего другого не оставалось Г. Дэви, как признать оксимуриевую кислоту состоящей из одного единственного простого вещества — признать элементарную природу газа, открытого 30 с лишним лет назад К. Шееле. Г. Дэви и сказал об этом 19 ноября 1810 г. на заседании Британского королевского общества.

Г. Дэви предложил для элемента название «хлорин» от греческого слова хлорос, означающего «желто-зеленый». Двумя годами позже, в 1812 г., французский химик Ж. Гей-Люссак предложил изменить название на хлор (что стало общепринятым, за исключением англоязычных стран).

Ж. Гей-Люссак в содружестве с Л. Тенаром почти одновременно с Г. Дэви стал изучать оксимуриевую кислоту с целью понять ее природу. Ученые сначала пытались твердо доказать содержание в ней кислорода. Они пропускали ее над углем через нагретую докрасна фарфоровую трубку. Если бы в газе К. Шееле содержался кислород, он непременно поглотился бы углем. Но что входило в трубку, то и выходило из нее. Газ по составу нисколько не менялся. Это наблюдение, однако, не поколебало мнения ученых, твердых сторонников А. Лавуазье о составе оксимуриевой кислоты.

Тем не менее эксперименты Г. Дэви произвели на современников слишком сильное впечатление, и ученые стали соглашаться с тем, что мурий есть хлор. Ж. Гей-Люссак и Л. Тенар уже в 1813 г. солидаризировались с Г. Дэви. Пожалуй, лишь И. Берцелиус довольно продолжительное время продолжал сомневаться в элементарной природе хлора, но и он в конце концов должен был признать истину. Окончательное подтверждение элементарности хлора стало фактом уже после открытия и изучения свойств иода и брома.

В 1811 г. немецкий химик И. Швейгер, основываясь на способности хлора легко соединяться со щелочными металлами с образованием солей, предложил для него название «галоген» (от греческих слов, означающих «соль» и «рождаю», т. е. «солерод, солеобразователь»). Это название для хлора не привилось, зато позднее стало групповым наименованием для целой совокупности сходных элементов: фтора, хлора, брома и иода. В жидком виде хлор был впервые получен в 1823 г. М. Фарадеем.