Калоян Манолов
Велики химици (11) (Том първи)

Жозеф-Луи Гей-Люсак
1778—1850

В къщата на прокурора Гей-Люсак днес цареше необикновено оживление. Прислужниците непрекъснато тичаха от големия празнично украсен салон до кухнята, слизаха в избата и се връщаха с кошници, пълни с круши, грозде, бутилки вино. Госпожа Люсак сновеше нагоре-надолу, даваше от време на време къси разпоредби. Колко много се вълнуваше тя! Днес синът й Жозеф навършваше двадесет години. Беше 6 септември 1798 година.

Жозеф беше излязъл с баща си, за да се поразходят из сенчестите улици на Сен-Леонар. Утре той трябваше отново да замине за Париж. Оставаха още две години и той щеше да завърши образованието си в Парижката политехника, която се наричаше „Екол политекник“.

Гостите вече започнаха да пристигат. Госпожа Люсак ги посрещаше малко смутено.

— Къде е виновникът на тържеството? — запита съдията Дюбоа със задъхан от изкачването на стълбите глас.

— Сега ще дойдат. Излязоха да… А, а. Ето ги най-после. Луи, гостите ви изпревариха — каза тя с лек укор в гласа.

— Моля да ни извините. Заповядайте на масата, господа — каза баща му и зае централното място.

— Жозеф, пожелавам ти големи успехи в учението. — Госпожа Люсак целуна сина си и изтри тайно появилите се в очите й сълзи.

— Да се надяваме, че няма да ни посрамиш като химик — каза баща му. — Господа, да пием за щастливото бъдеще на двадесетгодишния Жозеф-Луи Гей-Люсак!

Жозеф седеше замислен и само от време на време се усмихваше и леко се покланяше, за да благодари на любезните благопожелания. Свикнал със сериозността на науките, които изучаваше, със строгостта на химичните и физичните закони, той имаше и твърде строго държане. Маниерите му бяха скромни и въздържани, разговорите му кратки и остроумни. Той търпеливо чакаше всички да се наприказват, да му пожелаят нещо от баналните си поздравления, които всяка година на този ден слушаше.

Най-после вечерята свърши. Гостите си отидоха и Жозеф се прибра в стаята си в очакване на утрешния ден. Наближаваше часът, когато отново ще влезе в любимата си лаборатория.

Пътят беше дълъг и уморителен. Щом пристигна в Париж, Жозеф забрави всичко. За него единствено съществуваше пак само университетът. Отново лекциите по химия на Фуркроа, на Воклен, лекциите по физика на Брюсон, заниманията в лабораторията. Той работеше под ръководството на знаменитите професори. Жозеф се справяше отлично и с най-сложните задачи. Неговият сериозен и строг вид беше израз на задълбоченото му и строго отношение към работата. Той поддържаше в лабораторията си идеален ред. Понякога сам, собственоръчно изготвяше всички необходими прибори и апарати. Като отличен студент Гей-Люсак беше любимец и на Фуркроа, и на Брюсон.

Веднага след завършването на „Екол политекник“ той постъпи на работа като помощник на Бертоле. Бертоле току-що се завърна от мисията си в Египет и трябваше да провежда извънредно много изследвания главно във връзка със спора му с Пруст. Гей-Люсак довършваше последните опити. Лабораторията блестеше като изложбена витрина. Той нанесе последните данни в дебелата тетрадка, където записваше резултатите от изследването, възложено му като първа задача, и се отпусна върху стола.

— Интересно — мислеше той, — един такъв ум като Бертоле да се заблуди! Той очакваше да се отдели кислород, а всъщност веществото погълна кислород. Анализите също показаха съвсем противоположни на очакванията му резултати. Как ли ще се ядоса като види предвижданията си провалени!

Влезе Бертоле.

— Дайте данните, Люсак! — каза той, отпусна се на креслото и внимателно започна да ги разглежда. Жозеф го наблюдаваше с интерес. Чедото на учения се покри с бръчки от напрежение. Дълбоко разочарование се четеше по лицето му.

Надеждите му бяха напразни! Представите му бяха погрешни! Но все пак истината е намерена. Това направи неговият току-що започващ изследователската си дейност млад сътрудник, един честен и талантлив учен.

Бертоле стана. Лицето му се озари внезапно от сърдечна усмивка. Той сложи ръка върху рамото на Гей-Люсак и заговори.

— Вие показахте рядка доблест, достойнство и смелост. Един такъв ум като вашия, един изследовател като вас не трябва да бъде помощник на когото и да било. Вашето око е способно да вижда истината, да прониква в тъмнината на неразгаданото. Вие трябва да работите самостоятелно. Аз ви разрешавам да провеждате от днес свои самостоятелни изследвания. Останете, ако искате, в моята лаборатория. Работете като в собствен дом. Ще бъда щастлив, ако някога мога да се нарека баща на такъв изследовател като вас. На добър час, скъпи Гей-Люсак.

Бертоле излезе с тържествена походка. Той забрави за неуспеха от изследването си. Душата му ликуваше. Един голям учен започна кариерата си при него. Франция щеше да се гордее с още един велик изследовател.

Гей-Люсак седеше до масата, малко объркан от това, което така ненадейно се случи. Постепенно мислите му се концентрираха около въпросите, които отдавна го интересуваха. За него все още състоянието на газовете беше недостатъчно изяснено. В лекциите на професор Брюсон се говореше твърде бегло за свойствата им. Напоследък много изследователи се занимаваха с изучаването на газовете, но все още не всичко беше ясно, а много пъти се правеха и грешки изводи. Ето например статията на Александър фон Хумболд за изследването на въздуха. Каква грешна методика! Какви неверни резултати!

В следващите дни Гей-Люсак извърши опитна проверка на изследването на Хумболд, в резултат на което написа една твърде остра, критична статия. С това, разбира се, не прекрати изучаването на газовете. Той забеляза, че независимо от това какъв газ ще вземе, като го нагрее до по-висока температура, той се разширява правилно. Продължителните измервания дадоха в края на краищата своя резултат. Към края на 1802 г. Гей-Люсак успя да установи, че всички газове се разширяват правилно. При повишаване на температурата с един градус обемът на газа се увеличава с 0,00375 части от първоначалния обем. Тази цифра представляваше константата алфа в току-що открития нов закон за газовото състояние — закона на Гей-Люсак. (По-късно се установи, че коефициентът на обемното разширение на газовете е 0,00367, а не 0,00375, както го определи Гей-Люсак.)

По това време той работеше в близък контакт с физика Жан Батист Био. Понякога двамата млади приятели обсъждаха въпроси, свързани със състоянието на атмосферата, с явленията на земния магнетизъм. Обсъждаха идеи, съставяха планове за нови изследвания. Един план въодушеви младите изследователи, които не се спираха пред нищо. Трябва да се изкачат високо в атмосферата. Трябва да се изследват високите части на атмосферата, да измерят силата на магнитното поле на земята. Идеята за аеростата дойде някак съвсем незабелязано.

Аеростатът заемаше мислите им и денем, и нощем. Био тичаше по доставяне на материалите за направата му. Търсеше специалисти за конструиране на кошницата, в която щяха да стоят. Гей-Люсак приготвяше апаратите и химикалите за получаването на водорода. Най-после всичко беше готово. Решителният час настъпи. Двадесет и четвърти август 1804 г. Времето беше тихо и горещо. Никакъв ветрец, никакъв облак. Тъкмо удобен момент за издигане на аеростата. Още от зори започнаха да пълнят големия балон с водород. Тънкото копринено платно, намазано с непропускливи смоли, блестеше на слънцето. То постепенно започна да се издува и след няколко часа се откъсна от земята, повдигна се плавно към небето и опъна въжетата, които го прикрепяха към земята. Гей-Люсак и Био заеха местата си в огромната кръгла кошница.

— Готово. Режете въжетата! — извика Гей-Люсак.

— На добър път! — викна им Бертоле, махайки с ръка.

— Успех! — извика и проф. Брюсон. Гласът му заглъхна от виковете на присъствуващите. В този момент балонът леко се разклати и плавно се понесе към небесните висини. Двамата учени махаха с ръце към полянката на Монмартър, където останаха множеството изпращачи. Там бяха професорите от Политехниката, от Сорбоната, от Академията на науките. Там бяха научните сътрудници, студентите. Едно такова зрелище за времето си беше нещо изключително. Все по-високо и по-високо се издигаше балонът. Двамата приятели бяха като луди от радост. Те махаха с ръце и викаха с цяло гърло. Но ето че тълпата изпращачи започна да се губи в огромната бездна под тях. Високият Монмартър стана сякаш купа сено.

— Трябва да започваме работа — каза Био.

— Аз вече отчитам отклонението на магнитната стрелка.

— Отбелязвай веднага и показанията на висотометъра. Интересно ще бъде да видим какви промени ще се наблюдават в зависимост от височината.

— Ще трябва да напълним вече първите балони с въздух. Ще имаме работа и след като се върнем обратно.

— Жозеф, до каква височина достигнахме?

— 5 800 метра над морското равнище. Защо?

— Чувствувам страшни болки в ушите. Като че ли и главата ми е зашеметена.

— Поседни тук. Ще се опитам да продължа сам. Аз все още се чувствувам добре.

В кръглата кошница, завързана за огромния балон, нямаше достатъчно място. Всичко беше така наредено, че без много усилия да може да се работи. Състоянието на Био продължаваше да се влошава. Той побледня като смъртник. Лицето му се покри с едри капки студена пот. Зъбите му тракаха от студ.

— Трябва да слизаме — каза Гей-Люсак.

— В никакъв случай. Още нищо не сме свършили — простена Био. — Може би ще се оправя.

— Не. Ще отворя вентила за изпускане на водорода.

Разнесе се леко свистене от излизащия водород. Балонът започна едва забележимо да се свива. Скоро той натежа и започна плавно да се спуска към земята. Гей-Люсак завинти отново здраво вентила.

След няколко часа те се приземиха.

Отзивите за подвига на смелите изследователи предизвикаха истинска сензация. Навсякъде се говореше само за това. И още не заглъхнали оживените коментари, Гей-Люсак реши да направи втори полет. Той не се задоволи с постигнатото. Сега щеше да се изкачи сам. Високо, много високо. Ще престои колкото се може по-дълго. Ще направи колкото се може повече измервания.

Около месец след първия полет, на 16 септември 1804 г., той извърши втория си полет. Аеростатът достигна 7016 метра височина. Измерванията показаха, че земното магнитно поле не е претърпяло почти никакви промени до тази височина.

Той взе пробите от въздух на 6636 метра височина и ги анализира по-късно в лабораторията. Резултатите показаха, че въздухът има същия състав както близо до земята.

Наред с изследванията си сега Гей-Люсак трябваше да отделя време и за занятията си със студентите. Назначиха го за репетитор на лекциите, четени от Фуркроа в „Екол политекник“, Освен това той участвуваше редовно в събранията, които Бертоле уреждаше в големия салон на лятната си къща в Аркьой. Много учени се събираха тук. Много знаменити открития се дискутираха. Много полезни срещи и запознанства имаше Гей-Люсак в тази единствена по рода си къща.

Разположени удобно в креслата или изправени в някой ъгъл, присъствуващите оживено спореха. Най-често тук идваха Лаплас, Био, Тенар, Араго, а понякога и Брюсон въпреки напредналата си възраст. Веднаж, когато Гей-Люсак гледаше замислено през прозореца, до него се приближи непознат мъж.

— Извинете, вие сте Гей-Люсак, нали? — каза новодошлият.

— Да. С кого имам чест, моля?

— Александър фон Хумболд.

„А, този, когото ругах в статията си“ — помисли Люсак. — „Сега ще имам неприятности“.

— Да седнем отсреща! — предложи Хумболд. — Можем да поговорим, нали?

— На ваше разположение.

— Не ви се сърдя за критиката. Тя е правилна, а щом е така, няма място за сърдене. Е, тонът на статията е малко остър, но това може да се извини с младостта ви. Не всичко в науката се постига лесно, драги Гей-Люсак. Много често се правят грешни изводи, много често се създават грешни теории.

— Да. С това само се пилеят напразно усилията ни.

— Не е напразно. Ние се учим и от грешките си. Ако нямаше грешки, нямаше да има и верен път. За науката всичко има значение, и вярното, и невярното. Наистина след време ще остане само вярното, но то се ражда всред мъките на погрешното, изплува от заблужденията, в които понякога попадаме. Смятам отново да проведа евдиометрични измервания на въздуха. Същевременно ще може да се определи и точността на конструирания от Волта евдиометър. Какво бихте казали, ако ви помоля за сътрудничество?

— Приемам с удоволствие, господин фон Хумболд. Аз също няколко пъти вече се занимавам с изследване на въздуха и предложението ви е тъкмо като допълнение на опитите ми.

— Да. Научих за вашите смели полети с аеростата. Обичате ли пътешествията?

— Струват ми се твърде привлекателни.

— Аз никога не ще се откажа от пътешествия — заговори с въодушевление Хумболд. — Експедицията ми до Америка трая четири години. Сега си давам кратка почивка. Трябва да обработя резултатите от дългогодишната ми работа. Освен това имам да направя няколко изследвания тук, а след това пак ще предприема нова експедиция.

— Къде ще бъде този път?

— Франция, Италия и Германия. Трябва да се направят магнитни измервания на различни географски ширини и дължини. Ще определим инклинацията и деклинацията на магнитната стрелка.^[1]

— Разбирам. Искате да определите точното място на земните магнитни полюси.

— Да. Това е една от многото задачи, които ще разрешим с тези измервания. Ще се радвам, ако се съгласите да ме придружите. Същевременно ще можем да провеждаме и други изследвания в подвижната лаборатория, която ще бъде придадена към експедицията.

— Страхувам се, че професор Фуркроа ще се противопостави.

Фуркроа наистина категорично отказа. Кой щеше да води занятията със студентите в „Екол политекник“? Гей-Люсак и фон Хумболд започнаха напрегната работа в лабораторията. Същевременно по съвета на Бертоле те подготвиха необходимата екипировка за експедицията. Бертоле обеща да склони Фуркроа да даде съгласието си. Най-после той успя и Гей-Люсак получи едногодишен отпуск, за да участвува в експедицията на Хумболд.

Двамата учени потеглиха на юг през март 1805 г. Експедицията се движеше бавно. След изминаването на 300–400 километра те спираха, устройваха малък лагер и започваха работа. Така постепенно стигнаха до най-южната точка на Италия. Когато настъпи есента, те вече се движеха на север през Австрия към Балтийско море. На следващата година се прибраха в Берлин, за да довършат някои опити и да обработят резултатите.

Те изследваха състава на въздуха. За тази цел към него прибавяха водород и го запалваха. Кислородът се свързваше с водорода и образуваше вода, а оставаше само азот. Гей-Люсак забеляза, че винаги обемът на кислорода е два пъти по-малък от обема на водорода, с който се съединява. В една от публикациите, подготвена заедно с Хумболд, той писа: „винаги 100 обема кислород се съединяват с 200 обема водород и образуват вода“.

Навярно тези прости обемни отношения стоят във връзка с атомния строеж на веществата. Трябва да се провери дали при всички газове се наблюдават подобни случаи.

Той не можа да продължи опитите си, защото получи известие за внезапната смърт на професор Брюсон.

„Сега още всички са покрусени от смъртта на проф. Брюсон — пишеше приятелят му Тенар, — но има голяма вероятност изборът за професор по физика да падне върху теб. Върни се колкото се може по-скоро в Париж!“

Гей-Люсак приключи изследванията си набързо и се завърна в Париж. Тук го очакваше разностранна дейност. Занятия със студентите по химия в Политехниката, занятия по физика в Сорбоната, работа в лабораторията.

На едно от тържествените заседания на Френската академия на науките през същата година (1806) го избраха за неин редовен член. Но за него център на всичко остана пак въпросът за газовете. Тези прости обемни отношения на свързване при водорода и кислорода не му даваха спокойствие. Той започна да изучава реакциите между друга газове. Напълни един съд с равни обеми азот и кислород и започна да пропуска електрични искря. Газовата смес се превърна в ново газообразно вещество — азотен окис. Един обем кислород се съедини с един обем азот и се образуваха два обема азотен окис. Той изучи реакциите между различните газове, но викаш отношенията между обемите на реагиращите газове и обемите на получените газообразни продукти на реакцията бяха прости. Открит бе един важен основен закон на химията — закона за простите обемни отношения при газовете.

Откриването на този закон предизвика твърде разгорещени спорове. По това време вече всички учени възприеха атомната хипотеза на Далтон. Много от тях споделяха и схващането, че в равен обем от различни газове има еднакъв брой атоми. Но какви бяха резултатите на Гей-Люсак? Един обем азот и един обем кислород трябваше да дадат един обем азотен окис, понеже ако се свържат по един атом от двата газа, трябва да се получи по един сложен атом на азотния окис. На практика се получиха два обема. Къде е грешката? Може би броят на атомите в еднаквите обеми не е еднакъв? Може би представите на Далтон за атомите са неправилни? Гей-Люсак не можеше да даде обяснение. По-късно Авогадро, а няколко години след него и Ампер показаха, че този факт се дължи на наличието не на атоми, а на молекули в газообразните вещества. Това предположение се стори твърде неправдоподобно на Гей-Люсак и той го отхвърли. Той дори се отказа от атомно-молекулната хипотеза, защото я смяташе за несъвършена. Едва в края на живота си Гей-Люсак се убеди в истината, която още в 1811 г. изказа италианецът Амедео Авогадро — частиците на газа са молекулите и всяка молекула се състои от по два атома. Едновременно с откриването на закона за простите обемни отношения едно друго, много голямо откритие развълнува учения свят. Англичанинът Хъмфри Дейви успя да разложи с помощта на електричния ток калиевата и натриевата основа. Той получи два нови метала. Те са меки като восък и по-леки от водата, но щом се докоснат до нея, буйно реагират и се появява пламък.

По този повод се насрочи заседание на Академията на науките. Присъствуващите коментираха оживено.

На трибуната се качи Бертоле.

— Уважаеми колеги, известна е на всички вече причината на нашето заседание. Големият успех на Хъмфри Дейви е оценен и от нашето правителство, въпреки че сме във война с Англия. Дейви е награден с орден, който ще бъде връчен лично от Наполеон.

Бурни ръкопляскания избухнаха в залата.

— Но правителството поставя големи задачи и пред френските учени. Ще трябва и във Франция да организираме получаването на тези два метала.

— За това са необходими огромни средства — обади се Воклен.

— Средствата ще се отпуснат — продължи Бертоле. — Трябват хора. Млади, ентусиазирани и най-важното — способни. Аз направих предложение, но вие имате думата да го промените, ако съм сбъркал. Според мен, най-подходящи за тази тежка задача са Жозеф-Луи Гей-Люсак и Луи Жак Тенар.

Отново ръкопляскания огласиха залата.

Работата по изготвянето на колосалната електрическа батерия започна още на другия ден. Изпразниха две огромни помещения в приземния етаж на „Екол политекник“. В двора непрекъснато стоварваха торби, пълни с нишадър и пиролузит. В средата на двора струпаха няколко десетки сандъчета, пълни с дебели пръчки цинк. Постепенно в помещенията подредиха в многобройни редици високи цилиндрични глинени съдове. Десетина работника наливаха в тях разтворите, монтираха електродите, заваряваха проводниците. Най-после всичко беше готово. Мощната батерия работеше.

Тенар извади железния тигел от пещта. В него светеше разтопената калиева основа. Той внимателно я изля в съда с електродите. Гей-Люсак запали горелките, после затвори отворите старателно и включи батерията. Малки мехурчета газ се появиха около графитовия електрод. Реакцията започна.

— Струва ми се, че отделянето на калия върви твърде бавно — каза Тенар, който следеше процеса с голямо напрежение.

— Ще трябва да видим какво количество може да се отделя за един час и оттам да пресметнем каква производителност ще може да се достигне — отговори Гей-Люсак.

— Както изглежда, количествата ще бъдат малки.

— Толкова средства, да оставим усилията настрана, за толкова малко количество метал! Та той ще струва двойно по-скъпо от златото!

— Дали не бихме могли да намерим друг, по-евтин начин?

— Другият начин е да потърсим помощта на обикновените химични сили — каза замислен Гей-Люсак. — Наистина, Луи, защо да не опитаме да разложим основата чрез друго вещество?

Батерията работеше. Макар и бавно, металът се събираше в затвореното пространство над електродите. Изминаха седмици, месеци…

Получените количества от новите метали калий и натрий бяха съвсем малки. Те едва стигаха да се проведат някои изследвания. Тогава Гей-Люсак и Тенар отново се върнаха към идеята, която ги обхвана още в началото на работата — да потърсят други методи за получаването на тези метали. В скоро време това им се удаде. Новият метод, при който те загряваха калиевата или натриевата основа с железни стърготини в затворен съд, се оказа много по-добър. Можеха да се получат много по-лесно, по-евтино и много по-големи количества от желаните метали. Този метод обаче криеше големи опасности. На няколко пъти ставаха страшни експлозии, които едва не убиха двамата учени. Гей-Люсак се измъкна от това премеждие само с няколко тежки наранявания. Това го принуди да остане на легло около 40 дни. Въпреки големите опасности младите учени не прекъсваха работата си. Сега те имаха на разположение големи количества от тези метали и можеха свободно да ги използуват.

— Луи — обърна се Гей-Люсак към Тенар, — калият е извънредно реактивоспособен елемент. Той измества някои елементи от съединенията им. Дали няма да успеем да получим елемента, който се съдържа в борната киселина?

— Това е отлична идея — каза Тенар. — Като се загрее борната киселина, получава се окис, но досега никой не е успял да получи в свободно състояние съдържащия се в него елемент.

— Трябва да опитаме.

Тенар взе буркана с надпис „Борна киселина“, отсипа една част в малко блюдо и започна да го загрява. Кристалите постепенно се стопиха и се превърнаха в безцветна течност. Отначало тя се пенеше, защото се отделяха водни па̀ри, но скоро след това остана неподвижна като разтопено стъкло. Тенар я охлади и започна да стрива стопилката в хавана, а Гей-Люсак извади от бурканчето един къс калий. Като го държеше с метални щипки, той внимателно го почисти от минералното масло, останало от него по съда, в който го съхраняваше. Гей-Люсак започна да го реже с ножа на малки късчета. Двамата учени смесиха двете вещества, поставиха ги в порцеланов тигел, покриха го плътно с капачето и започнаха да нагряват внимателно. Изведнаж започна буйна реакция. Бледи жълтозеленикави пламъчета излизаха със свистене през малките отвори между тигела и капачето. Само за няколко минути тигелът и капачето се зачервиха от отделената при реакцията топлина.

— Нямам търпение да чакам повече. Дай да видим какво е станало!

Гей-Люсак махна внимателно капака. Тигелът беше пълен с тъмнокафяв прах. Те веднага започнаха да изследват. След няколко седмици се убедиха, че това кафяво вещество е нов елемент. Нарекоха го бор.

На следващата 1809 г. назначиха Гей-Люсак за професор по химия в „Екол политекник“ и едновременно за професор по физика в Сорбоната. Въпреки това обаче той не прекрати съвместната си научна работа с Тенар. Голямата реактивоспособност на калия и натрия откриваше широки възможности.

По това време металите все още се считаха за съединения на водорода. Това грешно схващане химиците си създадоха, защото при разтварянето на металите в киселина се отделяше водород. Те казваха: — „металът се свързва с киселината и отделя своя водород“. Това заблуждение идваше и оттам, че от метален окис и водород при нагряване можеше много лесно да се получи чистият метал. Да обясним днес тези явления за нас е просто, но тогава, когато още не е била известна изключителната роля на водата при химичните реакции, когато атомната теория едва се зараждаше, това съвсем не е било лесно.

И тъй Гей-Люсак и Тенар искаха да определят количествените съотношения на водорода и калия в металическия калий и на водорода и натрия в металическия натрий.

— Това най-лесно ще стане така — обясняваше Гей-Люсак. — Ще напълним този цилиндър с чист кислород, в него ще поставим претегленото късче от метала и ще го запалим. След като изгори, ще определим количеството на образувалата се вода и на металния окис.

— Водата ще определим, като продухваме през съда предварително изсушен въздух и увлечените водни па̀ри ще уловим в тази стъкленица с концентрирана сярна киселина, нали?

— Разбира се. Аз започвам да пълня цилиндъра е кислород. Ти претегли стъкленицата за поглъщане на водните па̀ри.

Извършиха опита. След половин час претеглиха стъкленицата втори път, но… каква изненада!

— Жозеф, няма и следи от вода! Теглото на стъкленицата не е увеличено дори с един милиграм!

— Как е възможно? Нима сме сбъркали?

— Не. Няма никаква грешка.

— Може би не сме продухали добре. Приготви нова стъкленица с концентрирана сярна киселина. Ще повторим опита.

И вторият, и третият, и десетият опит дадоха все същия резултат. Те не можаха да установят дори и следи от вода.

— Да видим тогава какво ще стане с окиса!

— Дай апарата за въглероден двуокис. Ще пропуснем сух въглероден двуокис, за да видим как ще реагира металният окис.

Анализите на получените бели вещества показаха, че в съда се е образувало сода от взаимодействието на натриевия окис с въглеродния двуокис и поташ от взаимодействието на калиевия окис с въглеродния двуокис. И двете вещества бяха съвършено безводни. Това сложи началото на нови големи открития. Доказа се, че калият и натрият са елементи. Рухна погрешното схващане за металите, за да се дойде в скоро време до правилното обяснение на един толкова прост процес — взаимодействие на метали с киселини.

И други погрешни схващания произлизаха от теорията на Лавоазие за киселините. Тъй като всички киселини, според Лавоазие, трябваше да съдържат кислород, учените мислеха, че сярата съдържа кислород, защото газът сероводород има свойства на киселина.

Двамата учени изследваха подробно сярата и фосфора. Всички опити да открият кислород в тези два елемента останаха напразни. С това се доказа, че тези две вещества са елементи, а не съединения на кислорода.

Не остана отминат и въпросът за муровата киселина (солната киселина) и оксимуровата киселина (хлора). Учените все още твърдяха, че тези две вещества също съдържат кислород.

— Трябва да се опитаме да докажем присъствието на кислород в тях — каза Гей-Люсак.

— Имаш ли пред вид някаква методика? — запита Тенар.

— Да. Известно е, че въглеродът отнема кислорода при висока температура. Ще напълним една тръба с въглища, ще ги нагреем до зачервяване и ще пропуснем през нея мурова киселина. Ако тя наистина съдържа кислород, трябва да получим въглероден двуокис и този непознат още на никого елемент мурий.

— Същото, разбира, се, ще направим и с оксимуровата киселина. Даже може би ще успеем да я превърнем първо в мурова киселина и тогава в мурий.

Опитите продължиха няколко месеца. Въпреки всички усилия те не можаха да открият кислород. Каквото и да правеха, както и да нагряваха тръбата, пълна с въглища, от нея излизаше същият газ, който пропускаха.

И тук — ново откритие! Този жълтозелен газ, който толкова дълго беше смятан за висш окис на елемента мурий, се оказа просто вещество — нов елемент. Едновременно с тях изследвания върху същия елемент провеждаше и Хъмфри Дейви в Англия. Този нов елемент получи наименованието хлор, от гръцката дума хлорос — зелен, с което се изразяваше едно от свойствата му — зеленият цвят.

— Тогава муровата киселина не е нищо друго освен водородно съединение на хлора. Ще трябва да я наричаме хлороводород — каза Гей-Люсак. — А водният му разтвор, киселината, разбира се, ще се наименува хлороводородна киселина.

Гей-Люсак махаше възбудено с ръце. Той подскачаше на един крак и се въртеше около масата.

— Хлороводород, хлороводород!

Новото съобщение предизвика голяма сензация. Причината за това се криеше до известна степен и във факта, че преди около двадесет години Бертоле посвети повече от десет години от изследователската си дейност на този елемент. Всички теории за мурия, създавани с толкова усилия, сега рухнаха изведнаж, за да дадат мястото на новия елемент — хлора.

По това време индустриалецът Бернар Куртоа направи друго откритие. Той използуваше пепелта на морските водорасли като източник на калий при производството на селитра. Оказа се обаче, че в тази пенел се съдържа и някакво непознато вещество. То действуваше разяждащо на котлите и апаратурата. Това създаде големи неприятности за производството. Куртоа успя да изолира това вещество и даде една част от него на химиците Клеман и Дезорм, за да го изследват. Резултатите на двамата изследователи ясно показваха, че това бяло вещество е съединение на някакъв неизвестен дотогава елемент. Настъпи есента на 1813 г. Клеман и Дезорм завършиха изследванията си, но все още не ги публикуваха. Веднаж те срещнаха в коридора на „Екол политекник“ Гей-Люсак.

— Какво ново има към вас, Клеман? С какво ще ни зарадвате тази есен? — запита Гей-Люсак.

— Може би знаете, че открихме в пепелта на морските водорасли един нов елемент.

— Нов елемент? Елате с мен в лабораторията! Искам да ми разкажете всичко. — Той тръгна бързо към лабораторията. Разбута книгите, струпани върху масата, за да разчисти място, и започна да задава въпроси.

— Успяхте ли да го изолирате в чист вид?

— Още не сме, но съединенията, които образува, не приличат на съединенията на нито един от досега познатите елементи. Със сублимат например се получава една яркочервена утайка.

— Донесете малко от това вещество! Искам да видя с очите си.

— Съжаляваме, но нямаме повече. Преди една седмица в лабораторията ни беше Хъмфри Дейви. Той също помоли да му дадем от това вещество и аз му дадох целия остатък от буркана.

Гей-Люсак скочи като ужилен.

— Каква грешка! Каква фатална грешка! Да дадете на един чужденец последния остатък. Какво лекомислие! Сега Дейви ще открие този елемент и ще публикува резултатите си. Славата за това откритие ще бъде на Англия, а не на Франция.

— Съвсем не съм предполагал такова нещо — каза сконфузено Клеман.

— Трябва на всяка цена да изпреварим Дейви! Този елемент е открит във Франция, от френски учени, а сега по една непредпазлива случайност славата ще се падне на Англия. Не! Хиляди пъти не! Къде е сега Куртоа?

— Защо ви е? — запита Дезорм.

— Трябва веднага да ни даде от същото вещество. Трябва да започнем работа, денонощна работа. Трябва да спасим честта на Франция.

Гей-Люсак излезе като вихър от лабораторията, където останаха обърканите Клеман и Дезорм. Той намери Куртоа, обясни му накратко случая и взе цялото останало количество от веществото. Работата в лабораторията не престана нито за минута. Работеха през деня, работеха през нощта. Само за няколко дни Гей-Люсак успя да получи този елемент в свободно състояние. Малките сивкави люспици блестяха като метални. Когато ги загрееше, те моментално се изпаряваха и теменужено виолетови па̀ри изпълваха колбата. Миризмата на тези па̀ри приличаше много на миризмата на хлора. Също като хлора този елемент се съединяваше с водорода и образуваше киселина, подобна на хлороводородната. Този елемент се окисляваше и окисът му образуваше с водата друга киселина, която съдържа кислород.

— Ще наречем този елемент йод — каза той на Пелуз, любимият му сътрудник, който от известно време му помахаше при лабораторните изследвания.

— „Йодес“ на гръцки означава „теменужен“. Това ще напомня винаги за едно от характерните му свойства.

— Тогава киселината ще бъде йодоводородна, нали? — запита Пелуз.

— Да, и това е още едно доказателство, че образуването на киселини не е монопол на кислорода.

Опасенията на Гей-Люсак се сбъднаха. Едновременно с публикацията на Клеман и Дезорм и на Гей-Люсак бяха публикувани и изследванията на Хъмфри Дейви. И все пак науката не загуби нищо от това съревнование. Напротив, тя спечели. Изучен беше още един елемент — йодът.

Окуражен от новото си откритие, Гей-Люсак започна да изучава пруската киселина. Много учени изследваха едно от съединенията й — пруското синило, което се използуваше като синя боя. Съединенията на тази киселина имаха особени свойства и той мислеше, че това се дължи на друг, неоткрит елемент, който се съдържа в нея. Той изучи свойствата на пруската киселина и установи, че тя образува със среброто бяла утайка. Гей-Люсак успя да получи и живачната й сол, която съгласно традицията трябваше да нарече живачен прусид. Той изсуши тази сол и я постави в колба, за да види какво ще стане с нея при нагряване. Току-що започна да нагрява и изведнаж нещо необикновено прикова вниманието му. Солта започна да се разлага. Малки капчици живак се появиха на дъното, а колбата се изпълни с някакъв нов безцветен газ. Подложи на подробно изследване новия газ, но за голямо учудване установи, че той съдържа само азот и въглерод.

— Този газ трябва да се нарича цианоген (днес той се нарича дициан).

— Какво се крие зад това наименование? — запита Пелуз.

— Неговият състав — отговори Гей-Люсак. — Въглеродът се означава с C (це), а азотът с N (ен), следователно це-ен или на латински циан.

— А пруската киселина?

— Никаква пруска киселина, Пелуз. Това е циановодородна киселина. Съвсем аналогична на хлороводородната, на йодоводородната и на сероводородната. Този газ, цианогенът, прилича по свойствата си твърде много на хлора.

Гей-Люсак пишеше вече статията. Едно след друго се редяха свойствата на циановодородната киселина. А вкусът й? Той забрави да опита какъв е вкусът на киселината! Стана и се отправи към стъкленицата с прозрачна течност. Изведнаж нещо го спря. Не се ли крие някаква опасност?

— Пелуз, поискайте от господин Сюред едно морско свинче.

— Морско свинче? Защо ви е?

— Искам да изпитам вкуса на киселината, но нека първо да видим как ще подействува на животното!

Пелуз донесе едно малко загладено морско свинче. Той отвори устата му и Гей-Люсак капна една капка от течността. Сякаш светкавица падна в устата на животното. То се изпъна и моментално умря. Двамата учени се гледаха като поразени. Каква страшна отрова!

— Никога няма да узнаем какъв, е вкусът на циановодородната киселина, Пелуз. Тя поразява като гръм. Чудно как сме останали живи досега!

Въпреки голямата опасност за живота им, те продължиха изучаването на циановодородната киселина. Откриха, че тя реагира с хлора и се получава ново съединение. Нарекоха го хлорциан. С това се сложи началото на теорията на заместването, тъй като тук за пръв път ясно беше наблюдавана заместителна реакция — хлорът замества водорода в циановодородната киселина.

Наред с изследванията за откриване на нови елементи, друг голям въпрос вълнуваше химиците. Нужни бяха нови методи за анализ. Трябваше да се разполага с точни и сигурни методи, за да може бързо и успешно да се установява съставът на изследваното вещество. Особена трудност създаваше въпросът за анализа на органичните съединения. Гей-Люсак предложи органичните съединения да се окисляват с меден окис. Когато се нагрее сместа, която съдържа органично вещество и меден окис, въглеродът се превръща във въглероден двуокис. Той може да се улови в специален поглъщателен съд и след това да се претегли. И до днес това остава един от основните методи на елементния органичен анализ. Друго много ценно предложение направи големият учен за анализа на сребърните сплави. Като основен материал при производството на монети сребърните сплави трябваше да се анализират, за да се установи точният им състав. Досегашният метод чрез купелуване^[2] беше много труден за изпълнение и много неточен. Гей-Люсак предложи бърз, лесен и точен метод. Той разтваряше сребърната сплав в азотна киселина и към този разтвор прибавяше разтвор на натриев хлорид дотогава, докато новата капка от разтвора на натриевия хлорид не предизвикваше образуване на бяла утайка. След това измерваше обема на разтвора и по един много прост начин изчисляваше процентното съдържание на среброто в сплавта. Това беше един нов метод за анализ. Много бързо след това го приложиха за анализ и на киселини, и на основи. Създаде се обемният анализ, един от най-широко използуваните методи в съвременните аналитични лаборатории. Методът за анализ на сребърни сплави и днес носи името на великия учен. Той се нарича „метод на Гей-Люсак“.

Няколко години след това Гей-Люсак започна да изучава разтворимостта на солите. Той установи, че най-силно влияние върху разтворимостта на солите оказва температурата. Зависимостта изрази графически. Получиха се извити нагоре линии, които и днес се наричат „криви на разтворимост“. При изучаването на натриевия сулфат той се натъкна на една необяснима особеност — получаваха се две криви линии, едната лежеше по-високо от другата. Тогава още не се знаеше, че солите могат да съществуват или като безводни, или като кристалохидрати. Това явление остана необяснимо за Гей-Люсак. Всестранната му дейност във всички области на химията и физиката, високият му интелект и остър поглед на голям експериментатор му спечелиха признателността на учените от Европа. През 1826 г. Гей-Люсак беше избран за почетен член на Академията на науките в Петербург.

По това време към него се обърнаха с молба за помощ няколко индустриалци. Те произвеждаха сярна киселина.

За да се окисли серният двуокис до серен триокис, към газовата смес, която съдържа серен двуокис и въздух, се примесваше азотен двуокис. Реакцията се извършваше в големи камери. Получаваше се серен триокис и азотен окис. След като се погълне серният триокис от водата, останалите газове се изхвърляха през висок комин. Но щом тези газове се смесеха с въздуха, азотният окис се превръщаше моментално в азотен двуокис. Огромни кълба от жълтокафяв газ се изхвърляха от комините на завода. Те отравяха с острата си миризма не само цялата околност, но и хората, които работеха в завода, непрекъснато дишаха страшните отрови. Всички растения в околността бяха изсъхнали. Заводите приличаха на страшни вулкани, обвити в отровен дим, разположени всред мъртва пустиня. Трябваше да се намери изход.

Няколко години провежда изследванията си големият учен. Той установи, че азотните окиси се разтварят в сярна киселина, и нарече този разтвор нитроза. Нитрозата донесе спасението.

— Вместо да пускате газовете в комина — обясняваше Гей-Люсак на индустриалците — ще построите една кула, висока около 10–15 метра. Ще я напълните с устойчиви на разяждащото действие на киселината камъни и ще пуснете от долния й край да влизат газовете, а отгоре ще оросявате със сярна киселина. Когато азотните окиси се срещнат с киселината, ще се свържат с нея и отдолу ще изтича нитроза. В атмосферата ще излиза само останалият излишен въздух. Той вече ще бъде пречистен и няма да замърсява атмосферата.

— Но това ще струва много скъпо.

— А какво ще правим с нитрозата?

Фабрикантите говореха развълнувано. Те спориха дълго. Този спор продължи и като се разотидоха. Едва 13 години след това, в 1840 г., идеята на Гей-Люсак се възприе и заводите заработиха с една нова кула. Тя и днес се нарича кула на Гей-Люсак.

Гей-Люсак беше известен не само в кръга на учените. Той се радваше на голяма популярност и всред широките народни маси. През 1830 г. го избраха за депутат в Камарата. Тази почетна длъжност той изпълнява съвестно цели девет години. В речите си говореше изключително по въпроси, свързани с науката. Същевременно той получи назначение за професор по химия и в „Жарден дьо плант“ — висше учебно заведение по естествени науки.

Лекциите в университета, заседанията в Камарата, задълженията към „Летописи по физика и химия“ — списанието, което редактира заедно с физика Доминик Франсоа Араго, почти не му оставяха време за научна работа. Времето, прекарано във влажните лаборатории, също остави своя отпечатък. Въпреки че обуваше дебели чорапи и ботуши, за да се запази от коварната влага в лабораторията, тя се просмукваше в тялото му и все по-често започваше да го боде в ставите. Те започнаха да се подуват и да се пълнят с водниста течност. Гей-Люсак се опитваше да не обръща внимание на страданията и продължаваше лекциите и работата със списанието. Понякога обаче болките надделяваха и го принуждаваха да седне. Той никога не издаде стон, никога не се оплака. Неговата стоманена воля се бореше и искаше да победи, но не успя. В началото на 1850 г. здравословното му състояние се влоши. Тялото му се поду от насъбралата се водниста течност. Страшни болки пронизваха цялото му тяло. Гей-Люсак стискаше зъби и кривеше лицето си от болка. Никой не разбра колко страшни бяха болките му, защото той затвори завинаги очи на 9 май 1850 г., без да издаде стон.

 

 

Започнал научните си изследвания в епоха, когато химията още не можеше да се отърси напълно от заблудите на алхимията, когато много елементи се считаха за съединения, а много съединения — за елементи, Гей-Люсак спомогна за правилното разрешаване на редица основни въпроси в химията. Благодарение на неговите изследвания химията се освободи от неправилното становище за металите и се изясни, че при взаимодействието на метал с киселина водородът се отделя от киселината, а не от метала. Гей-Люсак доказа елементния състав и на хлора. Проучването върху циановодородната киселина, която дотогава наричаха „пруска киселина“, показа, че тя съдържа въглерод и азот, а не някакъв непознат елемент. От реакциите, в които влиза тази киселина, учените се убедиха, че съществуват радикали — група от атоми, които преминават при химичните реакции от едно съединение в друго, без да се променят. Тези изследвания сложиха началото на теорията на радикалите, която даде тласък за по-нататъшното развитие на органичната химия.

Гей-Люсак създаде много нови методи за анализ, усъвършенствува технологичните процеси, установи важни закономерности при газовете.

Прекрасните му качества на оратор, огромните му познания привличаха студенти от цяла Европа. Франция се славеше като най-голям център на науката и за тази слава немалка заслуга имаше и Гей-Люсак. При него работеха и се учиха много млади хора, които достойно продължиха делото му.