Невозможно сказать, кто из одушевленных
обитателей нашей планеты был первым химиком. А вот неодушевленным —
можно, таким первым химиком была сама природа. Все процессы образования
Земли из газопылевого облака, последующие реакции между различными
компонентами раскаленного каменного шара, появление воды, а затем и
органических форм жизни, сначала в виде растений, — это все химические
процессы. Впрочем, радиоактивный распад, происходящий до сих пор в
глубинах планеты и обусловливающий ее высокую по космическим масштабам
температуру, все-таки скорее относится к физике. А первым живым химиком
можно считать того неандертальца, который сознательно сохранил в пещере
зажженную молнией щепку, а потом зажигал от нее так же сознательно
подготовленные дровишки. Горение дерева представляет собой типичную
химическую реакцию окисления кислородом, которую при желании можно даже
записать в виде схемы:
СxHyOz (органические вещества дерева) + O2 → CO2 + H2O
Несколько позже уже настоящие хомо
сапиенсы начали осуществлять довольно сложные реакции восстановления руд
различных металлов. Появилась младшая дочь химии — металлургия.
Например,
2CuO + C = 2Cu + CO2 (восстановление руды — оксида меди — углеродом)
Восстановление железа из его руды
требует гораздо больших температур, которые были достигнуты путем
вдувания в горн воздуха кузнечными мехами. Такой способ получения железа
был открыт во втором тысячелетии до н. э., по-видимому, хеттами. В
гробнице Тутанхамона XIV века до н. э. был обнаружен кинжал с железным
лезвием, явно принесенный в дар юному фараону хеттскими послами.
Окончательно железный век установился к 1000 году до н. э. Интересно,
что железные изделия античных времен демонстрируют высокую устойчивость к
коррозии, и лишь в Новейшее время было выяснено, что коррозии
способствует сера, содержащаяся в каменном угле для выплавки железа из
руды. А в древности использовали древесный уголь, в котором серы
практически нет.
Fe3O4 + 2C = 3Fe + 2CO2 (получение железа из руды)
Процессы получения некоторых металлов
были известны уже древнеегипетским жрецам, они же составили рецепты
бальзамов для мумифицирования своих фараонов, высших чиновников, кошек и
прочей живности, и они же, скорее всего, изобрели дистилляцию и
соответственно крепкие алкогольные напитки — а не только пиво и слабое
винцо, как обычно принято считать. В III веке в египетской Александрии
уже сформировались основные положения предшественницы научной химии —
алхимии. Числу семи известных тогда планет удачно соответствовали семь
известных металлов, тут же было придумано и сопоставление. Серебру
соответствовала Луна, золоту — Солнце, ртути — Меркурий, меди — Венера,
железу — ясное дело, Марс, олову — Юпитер, свинцу — Сатурн. Причем
вначале изучение этих металлов и их соединений даже не следовало бы
относить к алхимии, лишь через некоторое время целью исследований стал
поиск философского камня и возможности трансмутации, то есть превращения
свинца в серебро, а ртути в золото. Уникальная способность ртути
образовывать твердые сплавы с золотом и серебром навела химиков прошлого
на мысль, что этот металл является первоосновой, первичным металлом.
Со временем утвердились основные положения алхимии, а именно:
Существует material prima — первичная
материя, заполняющая все и вся, но загрязненная различными примесями.
Удалив эти примеси, можно получить философский камень, превращающий, как
уже было сказано, неблагородные металлы в благородные. К сожалению, о
бессмысленности этого действия вследствие неминуемой катастрофической
инфляции алхимики не подозревали. Кроме того, алхимики свято верили, что
философский камень исцеляет все болезни и дарит бессмертие. Заметим,
они уже тогда догадались, что желать надо не вечной жизни, а вечной
молодости.
Алхимики признавали четыре первопричины
Аристотеля: тепло, сухость, холод, влажность. Эти первопричины
образуются при сочетании четырех стихий: огонь + воздух = тепло, огонь +
земля = сухость, вода + земля = холод, воздух + вода = влажность. При
переводе на русский язык названия знаменитого фильма Люка Бессона «Пятый
элемент» переводчики не поняли, что в данном случае под словом element
имеются в виду именно стихия и фильм про пятую стихию, то есть любовь,
должен называться «Пятая стихия».
Алхимики, поразившись одинаковому
количеству планет Солнечной системы и металлов, уверовали в мистическое
влияние небесных тел на все процессы, протекающие на Земле, в том числе
на зарождение металлов. О том, что Солнце вовсе не планета, вращающаяся
вокруг Земли, а независимая звезда, они, разумеется, не знали. До
Коперника было еще очень далеко.
Совпадение количества планет и металлов
привело их к убеждению, что металлов и не может быть больше семи. Это
отражено в занятном стихотворении народовольца Николая Морозова.
Просидевший 25 лет в Петропавловской и Шлиссельбургской крепостях
революционер не только призывал к оживлению мертвых и критиковал
хронологию истории, став предшественником группы математика Фоменко, но и
увлекался химией. Но все-таки революционер не сошел с ума, и этот
стишок, надо надеяться, отражает не его точку зрения, а алхимиков:
Семь металлов создал свет,
По числу семи планет:
Дал нам Космос на добро,
Медь, железо, серебро,
Злато, олово, свинец…
Сын мой! Сера их отец!
И спеши, мой сын, узнать:
Всем им ртуть родная мать!
Ну и, наконец, алхимики не сомневались в
возможности превращений, трансмутаций, причем считали, что в золото
можно превратить не только свинец и ртуть, но и все остальные металлы,
прибавив к ним «качество» серебра или золота.
К VIII веку центр алхимии переместился
на арабский Восток. Джабир ибн Хайян, называемый в Европе попросту
Гебером, придумал ртутно-серную теорию происхождения металлов, впрочем,
не сильно отличающуюся от классической. Через пару веков другой алхимик
добавил к ртути и сере еще и «твердость», или философскую соль. Однако
практичные арабы не слишком увлекались философией и значительно больше
времени посвящали экспериментам. В результате именно им принадлежит
честь изобретения большинства видов алхимической, да и просто
химической, посуды — реторт, перегонных кубов, разного вида колб,
водяных и песчаных бань. После завоевания Месопотамии и Багдада турками
многие алхимики бежали в Европу, где передали свои знания европейским
ученым. Самым заметным из них был Альберт Великий (XIII век), автор
знаменитых «Правил». В этом объемистом труде впервые описаны все
операции, которые использовали алхимики. К ним относятся перегонка,
возгонка (сейчас называемая сублимацией), осаждение или преципитация,
фильтрование, кристаллизация и кальцинация, или попросту обжиг. Эти
операции химики применяют и сейчас, несмотря на появление большого числа
чисто физических методов исследования и анализа типа спектроскопии или
ядерного магнитного резонанса. |