И Пристли занялся экспериментами по очистке «испорченного» воздуха. Он приобрел большую ванну, налил на дно ртуть и погрузил в нее — отверстием вниз — большой стеклянный колокол. Установив зажженную свечу под колоколом, он получил «испорченный» воздух. Попытался промыть его водой и, к своему огромному удивлению, заметил, что вода поглощает лишь часть воздуха, но оставшийся также непригоден для жизни: мышь в нем погибает. Все попытки вернуть животворные свойства заключенному под колоколом газу оставались безуспешными.
Допустим, рассуждал он, животные погибают. А растения? Ведь они тоже живые существа. Пристли поставил под колокол маленький горшок с цветами. Рядом с горшком поместил зажженную свечу — чтобы «испортить» воздух. Вскоре свеча потухла. Прошло несколько часов, но растение ничуть не изменилось. Пристли перенес ванну вместе с цветком на стол к окну и оставил там до следующего дня. Утром он с удивлением заметил, что цветок не только не завял, но на нем появился еще один бутон. Неужели растения очищают воздух?
Волнуясь, Пристли зажег свечу и быстро внес ее под колокол. Свеча продолжала гореть точно так же, как при заполнении колокола чистым воздухом. Спустя некоторое время свеча, конечно, погасла: воздух «испортился».
Много раз повторял Пристли свой опыт, чтобы убедиться в существовании нескольких видов воздуха. В то время понятие «газ» еще не употреблялось и ученые называли все газы воздухом. Газ, который Пристли наблюдал при брожении пива, при горении свечи, при дыхании животных, был углекислым газом. О нем он узнал из работ Джозефа Блэка[131], впервые получившего углекислый газ из известняка и соляной кислоты и назвавшего его «связанным воздухом» из-за способности поглощаться известковым молоком и другими щелочами. Пристли продолжил исследования Блэка. Он доказал, что углекислый газ поглощается и водой, образуя при этом раствор, кислый на вкус[132]. Пристли установил также, что если воду, в которой растворен «связывающийся воздух», вскипятить или заморозить, газ улетучивается и вода очищается от него. И, кроме всего прочего, он показал, что растения поглощают «связывающийся воздух» и выделяют «жизненный воздух» (кислород). Этот неизученный еще «жизненный воздух» поддерживает дыхание животных, в его присутствии вещества интенсивно горят.
Теперь надо было получить «жизненный воздух». Но каким образом это сделать? Быть может, его выделяет азотная кислота? Ее соли, например селитра, также способствуют горению. Ведь из селитры делается порох. Если нагреть медную проволоку с разбавленной азотной кислотой, возможно, выделится «жизненный воздух»?
Пристли начал усердно экспериментировать. Он взял толстую стеклянную трубку, запаял ее с одного конца, заполнил ртутью и, зажав пальцем, погрузил открытым концом в вали у со ртутью. Затем, соединив другую трубку, содержащую азотную кислоту и медные опилки, с заполненной ртутью трубкой, он начал нагревать смесь реагентов. Спустя короткое время пузырьки бесцветного газа стали вытеснять ртуть из трубки, и она начала заполняться новым веществом. Пристли осторожно вынул трубку и, откупорив ее, наклонился понюхать. И вдруг замер, пораженный: бесцветный газ начал улетучиваться, на глазах превращаясь в другой — красновато-коричневые пары, резкий запах которых напоминал запах азотной кислоты.
— Неужели, это новый вид воздуха?
Действительно, Пристли получил новый бесцветный газ, который он называл в то время дефлогистированным селитряным воздухом[133]. Этот газ в соприкосновении с кислородом воздуха мгновенно превращался в двуокись азота.
Однако Пристли так и не удалось получить «жизненный воздух». Правда, в результате опытов он открыл два новых газа. И все же ученый не терял надежды и продолжал экспериментировать. Он работал еще со многими соединениями, но всегда при этом получал какой-нибудь новый газ. В то время о них никто не знал, и Пристли дал им свои названия — «щелочной воздух» (аммиак), «солянокислый воздух» (хлористый водород), сернистый газ…[134]
131
Джозеф Блэк (1728–1799) —английский химик и физик, почетный член Петербургской Академии наук с 1783 г., один из самых крупных химиков XVIII в. Искусный экспериментатор, Блэк проводил систематическое изучение щелочей, щелочных земель и угольного ангидрида, который он назвал связанным воздухом (позже названный связывающимся воздухом). В 1756 г. Блэк открыл углекислый газ, в 1757 г. ввел понятия скрытой теплоты плавления и парообразования, а позднее — теплоемкости. О Блэке см.: Джуа М., ук. соч., с. 111–114; Partington J. R., ук. соч., т. 3, с. 130–143 (приведен список литературы о Блэке); Bugge G., ук. соч., с. 240–252; Соловьев Ю. И. История химии: Развитие химии с древнейших времен до конца XIX века. —2-е изд., перераб. — М.: Просвещение, 1983, с. 64; Волков В. А., Вонский Е. В., Кузнецова Г. И. Химики: Биографический справочник. — Киев: Наукова думка, с. 62.
132
Первым успехом Пристли-химика явилось изготовление содовой воды (раствор СO2 в воде). За это изобретение ему была присуждена высшая награда Лондонского королевского общества — медаль Коплея. Содовая вода стала первым товарным продуктом химии газов (Бернал Дж. Наука в истории общества. Пер. с англ. — М.: ИЛ, 1956, с. 347).
133
Действием азотной кислоты на металлы Пристли получил газ, названный селитряным воздухом (1772 г.). Это была окись азота. Ученый заметил, что при долгом соприкосновении его с серой и железом свойства газа меняются: в «селитряном воздухе» зажженная свеча гасла, а в измененном «селитряном воздухе», который Пристли назвал дефлогистированным селитряным воздухом, она продолжала гореть. Пристли отметил также, что «дефлогистированный селитряный воздух» не приобретает красного цвета при соприкосновении с атмосферным воздухом. Открытый им второй газ был закисью азота (Джуа М., ук. соч., с. 116–117).
134
Кроме того, Пристли получил фтористый водород, фтористый кремний (1774 г.), окись углерода (1796 г.). Эти и другие газы (всего 10) были открыты им отчасти благодаря тому, что он первый указал на необходимость применения ртути для собирания газов, так как вода, применявшаяся в то время с этой целью, растворяла их.