относится к «наукам экономическим, фармации, металлургии, стекольному делу и т. д.», что должно составить особый курс технической химии. «В химических моих лекциях, которые я должен читать учащемуся юношеству, — писал Ломоносов, — я считаю очень полезным присоединить, где возможно, к химическим опытам физические». При прохождении этого курса «опытной химии», по мнению Ломоносова, надо будет:
«1. Определять удельный вес химических тел.
2. Исследовать сцепление между частичками их: а) посредством ломания тел, б) сдавливания, в) стачивания на бруске, г) счета капель жидкости.
3. Описывать фигуры кристаллических тел.
4. Подвергать тела действию Папиновой машины.
5. Всюду наблюдать градусы теплоты.
6. Исследовать тела, особенно металлы, долгим стиранием.
Одним словом, испытывать все, что только можно измерить, взвешивать и определять вычислением».
Сохранился также набросок программы на латинском языке, по которой Ломоносов производил опыты в пустоте. Он придавал им большое значение, так как в составленной им в 1764 году «Росписи» своих важнейших трудов указывал: «Делал химические опыты по дестиллации и сублимации без воздуха и приметил неизвестные еще в ученом свете перемены; еще не изданы».
Его внимание приковывает связь химии с электричеством, а его пытливый ум занимает вопрос не только о том, «содействует ли сколько-нибудь электрическая сила растворению солей», но и «каков будет цвет электрических искр и огоньков, вызванных в растворах солей и соляных жидкостей».
«Без химии путь к познанию истинной причины электричества закрыт», — проницательно заметил Ломоносов еще в 1756 году, задолго до того, как западноевропейская наука пришла к мысли о связи между собой химических и электрических явлений. Но, как заметил впоследствии Ф. Энгельс, именно «понимание этой тесной связи между химическим и электрическим действием, и наоборот, приведет к крупным результатам в обеих этих областях исследования».[208]
Ломоносов не упустил из виду и такую область новейшей физической химии, как изучение коллоидов. «Застудневание растворов, сцепление студней, цвет, запах», — записывал он.
Особое внимание Ломоносов уделял теории и экспериментальному изучению растворов. «Среди важнейших химических операций выделяется растворение тел, которое прежде всего заслуживает физического исследования», — писал он еще в своей диссертации «О действии химических растворителей вообще», прочитанной им 22 марта 1745 года в академической Конференции и напечатанной впервые в 1750 году. Ломоносов идет своим собственным, независимым путем, так как он твердо убежден, что «всё, что до сих пор было предложено относительно причин растворения, не стоит на твердой почве». И он ставит перед собой задачу «создать более точную теорию этого предмета, подробнее рассмотрев химические и физические опыты, которые могут дать что-либо для объяснения растворения». Впоследствии в составленном им «Конспекте важнейших теорем, которыми постарался обогатить естественные науки М. В. Ломоносов», он указывал: «Основанная на химических опытах и физических началах теория растворов есть первый пример и образец для основания истинной физической химии, где именно явления объясняются по твердым законам механики, а не на жалком основании притяжения». [209]С провозглашением теории всемирного тяготения Ньютона начались попытки непосредственного перенесения открытых им законов на взаимодействие химических «корпускул». Сам Ньютон в 1704 году осторожно высказал эту мысль, задав вопрос: «Не действует ли между частицами тел также некая сила притяжения?» Но уже с 1732 года известный химик Г. Бургаве откровенно пользуется понятием взаимного притяжения частиц для объяснения химических реакций. В химии этот принцип сочетается со старинными антропоморфическими представлениями античных философов о дружбе, вражде, склонности, взаимном расположении и любви тел, в течение долгого времени питавшими воззрения алхимиков и астрологов. Так рождается понятие «химического сродства».
Ломоносов, подозрительно относившийся ко всему туманному и неопределенному, ко всему, что отдавало метафизикой или отражало ненаучные представления о природе, не мог включить это понятие в свою физическую химию и потому ни разу не пользуется выражением «химическое сродство». Способность к соединению тел он стремится объяснить их атомно-молекулярной структурой, а не таинственным и непостижимым избирательным «сродством», значившим в его глазах не более, чем одно из «скрытых качеств», к которым любили прибегать схоласты для объяснения всего, не поддававшегося объяснению.
Разумеется, Ломоносов не может принять и основанную на этих представлениях химическую теорию растворов, предложенную Бургаве и Шталем. Не удовлетворяют его и физико-механические теории растворов, развивавшиеся Гассенди и Робертом Бойлем. Ломоносов понимает раствор как особое химическое соединение. «Растворение имеет место, когда жидкое тело действует на другое — твердое или тоже жидкое — так, что последовательно отрывает его частицы от сцепления и связи с другими, присоединяет их к себе и с разрушенным и присоединенным телом образует смешанное тело».
Ломоносов предлагает разделить все растворы на две большие группы — растворы, образующиеся с выделением тепла (экзотермические), и растворы с поглощением тепла (эндотермические). К первым он относит растворение металлов в кислотах, т. е. явно химические превращения, ко вторым — растворы солей.
Это разделение растворов и указание на принципиальное отличие происходящих процессов по энергетическому признаку имело значение исторического события. Только в 1789 году Антуан Лавуазье, несомненно знакомый с первым томом «Новых комментариев» Петербургской Академии наук, где было напечатано исследование Ломоносова о растворах, впервые после него начинает различать растворение металлов в кислотах и растворение солей в воде. При этом, как и Ломоносов, Лавуазье указывал на «вскипание» жидкостей при растворении металлов и на поглощение тепла при растворении солей.
Для объяснения механизма растворения Ломоносов предложил довольно стройную теорию, перекликающуюся с современной молекулярно-кинетической теорией растворов. Многого он не знал, да и не мог знать по состоянию науки своего времени. Приписывая огромное значение газам («воздуху»), образующимся при «вскипании» жидкостей во время «растворения» металлов в кислотах, он не знал о химическом происхождении этих газов в результате взаимодействия кислоты и металла. Но его гениальное физическое предчувствие подсказало ему по существу правильную идею о способности металлов поглощать и удерживать в своих порах большие объемы газов, что было доказано научными исследованиями первой половины XIX века. Исходя из своей теории «упругой силы воздуха», Ломоносов предложил верное, в основных чертах, толкование явлений сорбции и десорбции газов на твердых телах.
Не только в его время, но и спустя целое столетие западноевропейские физики и химики пренебрегали изучением растворов. Великий русский химик Д. И. Менделеев, в течение всей своей жизни проявлявший глубокий интерес к этим вопросам, пишет о себе: «Область неопределенных химических соединений, особенно растворов и сплавов, и тесная связь их с определенными соединениями глубоко занимали меня с самого начала моей научной деятельности (в 50-х и 60-х годах XIX века. —
«Ломоносов, — писал в 1919 году известный русский химик Л. А. Чугаев, — из далекого прошлого каким-то изумительным чутьем провидел не только возникновение этого важного отдела химии, но даже те слабые и теневые стороны, которые могли обнаружиться при неправильном и одностороннем развитии этой новой научной дисциплины».[211]
Однако дело было не столько в изумительном «чутье» Ломоносова, сколько в том, что он приложил к химии всю совокупность своих физических представлений, основанных на материалистическом понимании природы, что и позволило ему уйти на целое столетие вперед от своих современников. В своем «Курсе истинной физической химии» Ломоносов прямо указывает на недостаточность средств и порочность методов современной ему западноевропейской химии, которая скользила по поверхности явлений: «Большая часть химиков обыкновенно считает, что после ознакомления со смешанными телами при помощи химических операций, если они вполне познали составные части тел, поскольку это дается этим способом, и не ищут других путей во внутренности их». А для того чтобы проникнуть во «внутренность тел», узнать строение
