публичный образовательный интернет-портал

Клод Луи Бертолле – жизнь учёного

30/07/2020
Клод-Луи Бертолле
Огороды в Гренель. – Художник Анри Ривьер
Огороды в Гренель. – Художник Анри Ривьер

В каждом городе есть свои достопримечательности. Так сказать, «намолённые» места. Приманки для туристов и паломников. А есть промышленные зоны, которые по аналогии можно было бы назвать местами «натруженными». С давних времён в таких местах гнездятся цехи и мануфактуры. Потому места эти грязноватые и для посещения туристов не предназначены.

Любому человеку известны хотя бы несколько достопримечательностей Парижа. Местонахождение же заводов и фабрик, нынешних или прошлых, вероятно, назовёт только один человек из сотни.

Исправим этот недостаток. Назовём одно из «натруженных» мест Парижа, которое располагается совсем неподалёку от безусловно всемирной достопримечательности французской столицы, Эйфелевой башни.

Башню эту построили именно что с целью удивить публику. В 1889 году в Париже состоялась Всемирная выставка, посвящённая столетию штурма Бастилии. Стальная 300-метровая громадина служила претенциозным входом на территорию выставки. После окончания выставки башню предполагалось разобрать. Но история сложилась по-другому. Башня осталась возвышаться на прежнем месте и, наверное, будет здесь стоять и дальше, потому что давно и надёжно она стала самым памятным символом Парижа. Ох, права поговорка: ничто так не постоянно, как временное строение!

Почему 110 лет назад всемирную выставку разместили именно  на том месте, которое помечено сейчас Эйфелевой башней? Да потому что тогда город здесь реально заканчивался. Всего километром ниже  к берегу реки спускались насколько деревень: Жавель (Javelle), Вожирар (Vaugirard) и Гренель (Grenelle). Это были реальные деревни. На здешних огородах крестьяне выращивали капусту, которую поставляли на парижские рынки, а к небольшому причалу приставали рыбацкие лодки.
Прелестное это было местечко! Утомлённые парижане приезжали сюда в воскресенья и в праздники. Сюда на лодках приплывали молодые гребцы с не менее молодыми девушками. Старая таверна напротив мельницы в романтической деревне... Что ещё нужно для отдыха?

Набережная Жавель, 1905 год – Художник Gaston Prunier
Набережная Жавель, 1905 год – Художник Gaston Prunier

Город пришёл сюда в начале 20-го века. С началом Первой мировой войны, на месте деревенских полей были построены заводские цеха.  Всего за несколько месяцев ещё малоизвестный промышленник Андре Ситроен (André Citroën; 1878−1935) построил здесь большой завод. Завод Ситроена изготавливал артиллерийские шрапнельные снаряды, которые были очень нужны на фронте.

Война закончилась, и Ситроен перестроил  производство. Его завод начал выпуск автомобилей, которые, как оказалось, были нужны людям гораздо больше, чем артиллерийские снаряды. Симпатичные «Ситроены» покатились по дорогам сначала Франции, а после – других стран. Андре Ситроен стяжал деньги и славу, а его  завод на набережной Жавель стал достопримечательностью Парижа, одной из многих других. Завод находился здесь вплоть до 1970-х годов. В 1992 году вместо снесённых заводских корпусов разбили очень приятный парк имени Андре Ситроена, а набережная Жавель сменила имя. Её назвали набережной Андре Ситроена.

Однако, название деревушки Жавель не исчезло. В 1777 году здесь появилось химическое предприятие, производившее водный раствор гипохлорита натрия (NaClO), прекрасный отбеливатель для тканей. Его стали называть по месту производства «Жавелевой водой» (eau de Javelle), а иногда даже попросту «Жавель». Вскоре слово «Жавель» стало синонимом всякого отбеливателя вне зависимости от места его производства. И до сих пор любой жавель содержит, обычно, дешевый гипохлорит натрия.

Химический завод в Жавеле организовал Клод Луи Бертолле (Claude Louis Berthollet; 1748 — 1822), французский учёный-химик, известный многочисленными своими открытиями.

Это имя в первую очередь напоминает нам про «бертолетову соль», открытую им в 1786 году. Научное название этого соединения – хлорат калия (KClO3). Бертолетова соль – крайне неустойчивое соединение и если смешать его с серой или фосфором, оно может взорваться от трения или легкого удара. Первоначально Бертолле предложил использовать хлорат калия вместо селитры при изготовлении пороха. Так сказать, дешево и сердито. Однако, оказалось, что очень сердито. В ходе одного из экспериментов произошёл внезапный взрыв, при котором только чудом не погибли экспериментаторы, К. Бертолле и А. Лавуазье. От богатой идеи пришлось отказаться. Но позже бертолетову солью применяли в капсюлях, чтобы  инициировать взрыв динамитных шашек. В 1786 году Бертолле открыл ещё одно взрывчатое вещество, чрезвычайно неустойчивый нитрид серебра, который называли также «гремучим серебром». Но Бертолле прославился не только открытием различных видов взрывчатки.

Бертолле по рождению был не французом, а по нынешним понятиям итальянцем. Он родился в герцогстве Савойском, которое было частью Сардинского королевства. Савойя занимала северную часть Аппенинского полуострова, в предгорьях Альп. Столицей герцогства был город Турин. Бертолле учился в Туринском университете и за четыре года освоил медицину и фармокопею. Работая в аптеке, доктор Бертолле заинтересовался смежной отраслью, химией, и решил посвятить себя полностью этой науке. В 1772 году он переселился в Париж, в столицу мира, где надеялся продать свои знания и умения дороже. Надежды сбылись, и Бертолле поступил на службу лейб-медиком к герцогу Орлеанскому. В королевской Франции этот титул присваивали принцу крови, второму сыну короля. Так что Бертолле, в самом деле, хорошо устроился. Он стал королевским доктором. Обязанности серьезные, но и оплата была королевская. Поэтому у доктора Бертолле нашлось время и средства для того, чтобы всерьёз заинтересоваться химией, которая тогда становилась наукой, медленно, но верно, отделяясь от ремесла и шарлатанства.

Интерес к химии свёл Бертолле с Антуаном Лавуазье (1743 — 1794). Это знакомство оказалось чрезвычайно полезным для них обоих, и для химии, в том числе, тоже.

Гениальный Лавуазье менял идеологию химии, вводя в неё строгие понятия и законы. Например, он первый сформулировал закон сохранения вещества. Благодаря этому закону оказалось, что химия – это не чародейское ремесло по производству волшебных субстанций из ниоткуда. Масса веществ после реакции в точности равна массе веществ после реакции.  Научный подход был по вкусу и Бертолле. Результатом совместной работы двух великих химиков явилась химическая номенклатура, правила наименования веществ, которыми мы пользуемся до сих пор. Химические трактаты перестали походить на поваренные книги, в них воцарилась точность, однозначность суждений и воспроизводимость результатов, именно те свойства, которые свойственны науке.

Одна из основ современной химии, методы химического анализа, были разработаны Бертолле. Пользуясь этим методам учёный установил состав ряда природных веществ. Бертолле также считается основателем учения о химическом равновесии.  Наблюдая осаждение соли из пересыщенных растворов, он первым обратил внимание на то, что в зависимости от внешних условий химические реакции могут идти в обеих направлениях. На основе этого наблюдения впоследствии появилась такая важная наука, как физическая химия.

У каждой науки свой характер. И оказалось, что химия – наука не простая. Иной раз в ней были возможны два ответа на один вопрос, и ответы эти как бы взаимно исключали друг друга.

Так во времена Бертолле среди химиков был актуальным вопрос о законе постоянства состава. Химик Ж. Пруст придерживался взгляда, который и сейчас кажется нам почти очевидным: независимо от того, каким способом было получено то или иное соединение, оно имеет один и тот же состав. Метан – это всегда водород и углерод в определенном количественном соотношении. Ж. Пруст подтвердил свои утверждения многочисленными точными измерениями. И, в конце концов, его взгляд был принят. Благодаря этому начало развиваться учение о молекулах и атомах. Возникло понятие валентности, согласно которому атом одного вещества может соединиться только с определенным количеством атомов другого вещества. На уроках химии в школе нас приучили к тому, что закон постоянства состава выполняется всегда. Так что сейчас нам сложно понять резоны, по которым Бертолле отстаивал противоположные взгляды, считая, что состав соединений может быть переменным в зависимости от процесса получения этих соединений.

Прошло некоторое время, и оказалось, что Бертолле не совсем ошибался. В начале 20-го века обнаружили класс соединений, для которых закон постоянства состава не выполнялся. В этих веществах соотношение компонентов было не постоянным, и, как следствие, валентность элементов, составляющих эти соединения была переменной. Такие вещества в честь Бертолле назвали бертоллидами, тем самым признав правоту и его взглядов. Да, ребята, химия – наука не простая!

Успешная научная карьера Бертолле сопровождалась не менее успешной карьерой в других областях. Он был профессором двух самых лучших технических учебных заведений Франции, Высшей нормальной и Политехнической школ в Париже. Был Бертолле и успешным предпринимателем. Как сказано выше, он организовал завод по производству отбеливателя, жавелевой воды. Отбеливатель был открыт Бертолле, когда он в 1774 году изучал газ хлор.

Хлор – элемент чрезвычайно активный. За счёт этого он отбеливает бумагу и ткани. Но собственно хлор для отбеливания применять нельзя, потому что это – чрезвычайно ядовитый газ. А вот будучи связанным с кислородом в виде хлорноватистой кислоты (HClO) он становится менее агрессивным, сохраняя при этом свои отбеливающие свойства. Хлорноватистая кислота – соединение неустойчивое и хранить её следует в темноте и в закрытом сосуде. Неудобно! Зато соль хлорноватистой кислоты, гипохлорит калия, оказался веществом вполне стабильным. Водный раствор гипохлорита калия может долго храниться в закрытом сосуде. При попадании  на воздух, гипохлорит калия взаимодействует с углекислым газом и парами воды. Получаемая в результате этой реакции хлорноватистая кислота превосходно отбеливает ткани.

В 1780 году учённого избрали членом Парижской Академии наук. И, следует сказать, вполне  заслуженно.

Производство жавелевой воды не только обогатило К. Л. Бертолле, но также способствовало его административной карьере. В 1784 году, еще при королевском режиме, он получил должность правительственного инспектора государственных красильных фабрик. А уже после революции, в 1792 году, его назначили главным смотрителем монетного дела.

Можно сказать, что Бертолле повезло. То время, в которое ему пришлось жить во Франции, не слишком способствовало спокойным научным занятиям. Строго говоря, оно и собственно спокойствию не слишком соответствовало. Во Франции началась революция. Это был взрывоопасный эксперимент, связанный с серьёзным риском для жизни. Куда там бертолетовой соли!

Бедняге Лавуазье не повезло. Его отправили на гильотину, поскольку до революции он добывал средства к существованию профессией откупщика. Откупщиков же все ненавидели. А Бертолле смог дожить до более спокойных времен. С приходом к власти Наполеона Бонапарта, который ценил точные и естественные науки, он стал научным консультантом императора и даже сопровождал его в Египетском походе. Впрочем, этот поход закончился бесславно. 

В годы империи  Бертолле был обласкан, но и после свержения Наполеона он не попал в опалу. Слишком велики были его заслуги перед французской наукой и промышленностью. В знак признания этих заслуг его даже сделали пэром Франции. Но к тому времени учёный отошел от жизни политической. Он поселился в провинции, где занимался исключительно наукой и где закончил свои дни в 1822 году.

Именем великого химика названы не только взрывчатое вещество и класс специальных химических соединений. В 1807 году ботаник Эме Боплан открыл в Бразилии растение, которое назвают бразильским орехом. По праву первооткрывателя он назвал это растение бертоллетией в честь прославленного химика и в знак признательности его заслуг перед наукой.