С именем Николая Леблана — выдающегося французского химика
конца XVIII века — связано одно из важнейших изобретений в области химической
промышленности — открытие способа получении соды из поваренной соли.
Открытие Леблана, заложившее прочный фундамент для блестящих
успехов, сделанных химической промышленностью в XIX веке, явилось в свое время
ответом на растущие требования, предъявляемые к химии развивающейся
промышленностью и, в особенности, текстильной. Это время (вторая половина XVIII
века) было временем перехода промышленности с ручных, мануфактурных рельс на
машинные, фабричные. Прядильные машины, паровые ткацкие станки, всевозможные
станки для обработки металла, переход металлургии с древесного угля на
каменный, паровая машина, введение механической тяги в водном и железнодорожном
транспорте — таковы основные вехи трудного, но замечательного пути, пройденного
в эту эпоху европейской промышленностью. Вся эта коренная перестройка,
известная в истории под именем промышленного переворота, не могла не оказать
своего воздействия и на химическую промышленность.
Здесь, конечно, этот переход совершался иными путями, иными
методами, чем в механических отраслях производства. Мало того, и географически
он проходил в другом месте. В то время как родиной подавляющего большинства
механических изобретений этой эпохи была Англия, ряд важнейших открытий в
области химической промышленности был сделан во Франции.
Причин к тому было много, достаточно узнать только некоторые
из них. Отрезанная продолжительной и тяжелой борьбой с «владычицей морей»
Англией от колониальных рынков французская промышленность вынуждена была искать
новых путей добычи недостающих ей химических товаров, привозимых ранее из
колоний. Эта задача могла быть разрешена только благодаря наличию в стране
мощной химической школы, отдельные представители которой посвятили себя решению
практических задач, стоящих перед промышленностью их родины. Нет поэтому ничего
удивительного, что в волне проектов, изобретений и открытий, поднятых бурей
Великой французской революции, встречается много всякого рода предложений, относящихся
как к улучшению существующих приемов химической фабрикации, так и к налаживанию
новых, неизвестных до тех пор производств.
Николаю Леблану — выдающемуся представителю химиков-изобретателей эпохи Великой французской революции — принадлежит не только слава решения одного из самых острых и трудных вопросов современной ему химической технологии, но и честь практического проведения его в жизнь.
*
В марте 1856 г. непременный секретарь Парижской Академии
наук Жан-Баптист-Андре Дюма делал от имени химической секции Академии доклад,
посвященный 50-летию со дня смерти Николая Леблана — творца искусственного
способа получения соды из морской соли.
Дюма, этот обычно скупой на похвалы человек и сухой ученый,
не пожалел в своем докладе ярких красок. Он заявил:
— «Открытие искусственной соды — есть одно из наиболее
значительных благодеяний, если не самое значительное, среди тех, которые новая
эпоха дала человечеству... То, что Леблан сделал, может быть приравнено только
к открытиям Уатта в механике...
По способу Леблана в наши дни специально выделывается от 600
до 800 миллионов килограмм соды. Сода входит почти всюду: в мыло, стекло,
бумагу, она применяется для беления полотен, тканей и т. д. То, что ныне
благодаря способу Леблана обходится нам в 100 миллионов, ранее стоило бы более
миллиарда».
Выступая затем по другому поводу, Дюма еще раз подчеркнул
значение открытия Леблана:
«Продукты соды применяются во всех наших мастерских как
неотъемлемые элементы или как вспомогательные продукты производства. Бесшумно
проникают они в наши жилища как предметы непосредственного или косвенного
потребления... Фабрики соды, основанные на применении способа Леблана, были
действительной практической школой современной химической промышленности».
Трудно что-либо прибавить к этой исчерпывающей
характеристике, сделанной крупнейшим знатоком химической промышленности той
эпохи.
*
6 декабря 1742 г. в семье управляющего железоделательными
заводами в небольшом местечке Ивори родился сын Николай. Детство будущего
изобретателя прошло на заводском дворе, среди возчиков угля и руды, среди
рабочих-плавильщиков и мастеров-металлургов. Разговоры о плавке, о качестве
руды и угля, наблюдения за работой печей были наиболее яркими впечатлениями
детства. Казалось, судьба Николая Леблана определена: он должен унаследовать
профессию отца. Но случилось иначе. Отец его умер в 1751 г. Мать, обремененная
большим семейством, отправила сына к другу отца хирургу в город Бург. Здесь под
влиянием своего учителя и воспитателя Леблан решает посвятить себя профессии
врача. В 1759 г. мы находим его в числе учеников парижской хирургической школы.
Параллельно с обучением хирургии идет обучение и другим наукам, среди них и
химии.
Эта отрасль естествознания, делавшая в то время блестящие
успехи, привлекает внимание Леблана. Его не удовлетворяет тот курс химии,
который входил в программу школы. Он ищет способа пополнить и расширить свои
знания в химии. В этом своем желании он не был одинок. Ученики хирургической
школы образуют кружок, из которого впоследствии вышел ряд блестящих
представителей химической науки.
У Леблана возникло твердое решение: посвятить себя целиком
химическим исследованиям. Это решение не оставляет его и тогда, когда он
кончает хирургическую школу. Но обстоятельства заставляют идти пока по другому
пути.
После окончания хирургической школы в 1780 г. мы находим
Леблана врачом-хирургом при дворе герцога Орлеанского.
Герцог Луи-Филипп-Жозеф Орлеанский был не вполне обычным
представителем изнеженной и бездельной аристократии феодальной Франции. Будучи
владельцем ряда крупных промышленных предприятий, он собрал вокруг себя круг
лиц, .интересующихся всевозможными изобретениями. Здесь впершие во Франции
узнали о многих английских изобретениях в области текстильной промышленности и
работали над их распространением во Франции, здесь же обсуждали возможности
применения паровой машины для нужд судоходства (работы Перье, Жуффура и др.).
Леблан, попавший сюда, скоро узнает о многих нуждах
химической промышленности. В этом ему, без сомнения, помог работавший у герцога
Орлеанского тоже в должности врача знаменитый впоследствии химик
Клод-Луи-Бсртолле, сам не без успеха потрудившийся над решением трудных
вопросов химической практики (беление хлором).
С другой стороны, Леблан был хорошо знаком со всеми новыми
теоретическими работами, ведущимися в то время Лавуазье, Гитон де-Морво и
другими выдающимися, французскими химиками. Эти работы расширяли кругозор
Леблана и давали ему могучее средство для новых исканий. Несмотря на трудности,
связанные с работой при дворце герцога Орлеанского, Леблан ведет научную работу
и скоро представляет в Парижскую Академию наук первое свое исследование,
посвященное вопросам кристаллизации. В марте 1784 г. Академия одобрила работу
Леблана, считая ее новым шагом в этой новой области.
Но главные интересы Леблана лежали в области применения
химических знаний к промышленности. Его интересовали вопросы химической
технологии. Он лишь ожидал возможности применить здесь свои знания. Случай,
наконец, представился. На складе каменного угля, расположенном на одной из
парижских улиц неподалеку от того места где жил будущий изобретатель, 20
октября 1788 г. от самовозгорания произошел грандиозный пожар, длившийся несколько
дней. При этом сгорело несколько тысяч возов каменною угля. Леблану пришлось
руководить операциями по тушению этого пожара и тогда он решил найти средства,
которые могли бы предотвратить в дальнейшем подобные случаи. Он наметил ряд мер
против самовозгорания угля и изложил их в специальных мемуарах. Учитель Леблана
химик Д’Арсе одобрил эту работу и дал ему некоторые указания. Работа в этом
направлении продолжалась, о чем свидетельствует найденный в бумагах
изобретателя незаконченные мемуары «О сравнительном анализе французского и
английского каменного угля».
Остальное время Леблан по-прежнему посвящал изучению
кристаллизации различных солей. Вскоре Леблан представил в Академию новые
мемуары, посвященный этому вопросу. Мемуары получили блестящую характеристику
со стороны специальной комиссии, выделенной Академией.
Эти работы, одни уже дающие право Леблану на почётное место
в истории химии, были, однако, только первыми опытами.
Центральной работой его жизни была разработка методов
получения искусственной соды.
*
Под названием соды обычно подразумевают какую-либо из
натриевых солей угольной кислоты. Сюда относятся: кальцинированная сода —
безводный углекислый натрий \(Na_{2}CO_{3}\); кристаллическая сода — это тот же
углекислый натрий, но к которому в процессе кристаллизации присоединена вода
\(Na_{2}CO_{3} + 10H_{2}O\); двууглекислая сода \(NaHCO_{3}\).
Сода была известна еще в глубокой древности. В природе это
соединение встречается довольно часто. Его содержат воды некоторых озер Египта,
Центральной Африки, Америки, Персии, Кавказа, Сибири, Монголии, Китая и др.
На берегах этих озер находятся отложения соды, выделившейся
при испарении воды под действием солнечных лучей. Кроме озер, сода добывалась
из отложений или выцветов, находившихся на поверхности почвы. В древности сода
была известна под именем нитрума; она широко применялась для обезжиривания
шерсти и в некоторых других производствах. Так, с помощью природной соды
финикияне, египтяне и римляне выделывали стекло, белили ткани и т. д.
Помимо, собирания природного продукта, другим источником
получения соды служили некоторые виды растений. При сжигании этих растений
содержащиеся в них соли натрия переходили в соду, составляющую большую часть
золы.
Каковы же были методы получения соды из растений? Эти методы
были очень просты и одинаковы во всех странах. Растения сжигались, и зола,
содержащая соду и ряд других солей, промывалась водой. При этом почти вся сода
переходила в раствор, который затем выпаривался. Получавшийся после выпаривания
осадок содержал более или менее чистую соду.
Практически эта операция протекала следующим образом.
Собранные растения высушивались и сжигались в яме, в которой была помещена
железная решетка. Через отверстия, решетки зола падала на дно ямы. После
сжигания, длящегося пять или шесть дней, скопившаяся зола извлекалась и
уплотнялась в крепкую массу, имеющую вид бруса. А затем из этих брусьев уже
извлекалась сода.
*
На протяжении XVIII века вместе с развитием других отраслей
промышленности, переходящих на фабричные рельсы, развиваются и меняются методы
химической фабрикации. Оставляются старые приемы, медленные и связанные
исключительно с природным, естественным протеканием химических реакций. Вместо
сбора готовых естественных продуктов ищутся способы их искусственного
получения.
Франция, как мы знаем, становится одним из центров этой
работы. Значительный спрос, предъявляемый некоторыми специальными
производствами на поташ (калиевая соль угольной кислоты), заставлял заменять
поташ, привозимый из-за границы, — содой, т. е. натриевой солью угольной
кислоты. В этом направлении во Франции велись напряженные работы.
Отправной точкой для этих работ послужило открытие
французского естествоиспытателя Дюамеля де-Монсо, который нашел, что обычная
поваренная соль \(NaCl\) содержит общее основание с содой \(Na_{2}CO_{3}\), т.
е. металл натрий.
Однако в течении нескольких десятилетий все исследования в
этой области не приводят ни к каким положительным результатам.
В 1775 г. по предложению правительства Академия
устанавливает премию за разработку методов искусственного производства соды.
Вновь за решение содовой проблемы берутся ученые, среди которых и знаменитый
Лавуазье. В Академию наук представляется ряд докладов, но они не удовлетворяют
предъявленным условиям, и премия остается не присуждённой. Точно так же
осталась не присужденной премия, установленная в 1783 г. — «за наиболее простой
и наиболее экономичный способ разложения больших количеств морской соли и
выделения из нее щелочи служащей ей основой в ее чистом виде».
Пытаются получить соду и другим путем. Известный французский
химик Шапталь писал о своих попытках культивировать растения, содержащие соду.
В 1782 г. он получил около двух килограмм семян одного из видов растений,
содержащих соду, и посеял их на пляже одного из морских побережий. Собранные
растения были сожжены, и из них получилось довольно большое количество соды.
Шапталь повторял свои опыты несколько лет подряд. Однако такой способ не был
выгоден и не нашел поэтому последователей.
Решение содовой проблемы шло другим путем. В 1789 г. физик
Ламетри предложил для получения соды обжигать глауберову соль \(Na_{2}SO_{4}\)
с углем. Способ, предложенный Ламетри, оказался практически неприменимым;
однако он должен быть отмечен как один из отправных пунктов работы Леблана.
*
В 1784 г. Николай Леблан начал так же, как и другие,
работать над получением соды из поваренной соли. С изучения работ
предшественников и началось исследование Леблана в этой области. «Я нашел в
общем, — писал Леблан, — что известные способы неполны, недостаточны или очень
дороги».
Ход работ Леблана может быть представлен в следующем виде:
пытаясь повторить опыты своих предшественников, Леблан обжигал смесь угольного
порошка и глауберовой соли \(Na_{2}SO_{4}\). Но что он мог при этом получить? —
Только сернистый натрий. Как видно из формулы глауберовой соли, она состоит из
натрия, серы и кислорода. При обжигании ее с углем кислород отнимается, уходя
на сгорание угля, — остается сернистый натрий \(Na_{2}S\).
В течении пятнадцати дней менял Леблан то пропорции угля и
глауберовой соли в смеси, то условия, при которых протекала реакция. Все было
бесполезно. Чтобы получить искомые результаты Леблан решил тщательно определить
составные части смеси и связать серу. Шаг за шагом были испробованы различные
реагенты. Наконец, Леблану пришла мысль обжигать ту же смесь струей углекислоты
\(CO_{2}\), полученной из мела; результат был удачным. Теперь уже натрий
соединялся с углекислотой и кислородом, образуя соду \(Na_{2}CO_{3}\). Леблан
нашел то, что он искал. Повторив несколько раз опыты, он убедился в
правильности своей идеи. Исходный метод был найден. Оставалось превратить
лабораторное изыскание в промышленно пригодный способ. Леблану было ясно, что
пользоваться газообразной углекислотой было неэкономично, и он решил применить
одно из соединений этой кислоты — известняк, который был дешевым материалом.
Он смешивал насыщенный раствор глауберовой соли с известью и
углем, нагревая эту смесь в чугунном котле, затем охлаждал и растворял в воде.
Раствор содержал соду с небольшой примесью сернистых соединений.
Результаты этих опытов он сообщил Д'Арсе, который порекомендовал
повторить их, но провести обжигание в тигле, применяя сухую глауберову соль, а
не ее раствор. Это приближало протекание реакции к обычным заводским условиям и
упрощало процесс. Леблан последовал совету Д’Арсе, и заводской способ получения
соды был найден.
Изобретатель хорошо понимал значение своего открытии и стал
работать над его практической реализацией.
После блестящего отзыва ученых-химиков герцог Орлеанский
выдал 200 тыс. ливров на организацию товарищества по разработке способа
Леблана. Товарищество открылось в январе 1791 г. Вскоре в городке Сен-Дени
около Парижа была построена первая мануфактура по производству соды.
Леблану пришлось затратить немало сил и изобретательности на
конструирование и постройку всей аппаратуры. Мануфактура сравнительно быстро
прошла через «пусковой период» и начала регулярно выпускать по 250—300
килограмм соды ежедневно.
Леблан, не успокаиваясь на достигнутых успехах, продолжал
работу по улучшению своего способа.
В 1791 г. издается французский патентный закон, бывший одним
из крупных достижений Великой французской революции. Леблан один из первых
отдает свое открытие под защиту этого закона. Он получает патент за № 4.
Несколько лет продолжается монополия мануфактуры Леблана на
производство соды по его способу. Но наступают тяжелые времена. Революционная
Франция, окруженная и блокированная многочисленными врагами, ведет борьбу.
Вполне понятно, что при таких условиях не хватает сырья, которое обычно
ввозилось из-за границы. Комитет общественного спасения обращается ко всем
изобретателям с предложением передать их патенты родине.
Леблан передал свой патент на получение соды правительству,
прилагая к нему подробный план и описание своей мануфактуры. Все это было
опубликовано в небольшой. брошюре, изданной Комитетом общественного спасения.
Изобретатель потерял, таким образом, свою монополию.
Вскоре и мануфактура в Сен-Дени была конфискована, как
принадлежащая герцогу Орлеанскому, казненному в 1793 г.
Леблан уехал из Сен-Дени в Париж и здесь с головой ушел в
кипучую общественную и политическую жизнь того времени. Он выполняет самые
разнообразные поручения революционного правительства: составляет проекты
хирургического госпиталя, участвует в комиссии по испытанию машины для прядения
хлопка, заведует в Парижском арсенале отделением по производству пороха и
селитры. Эту чрезвычайно ответственную должность он занимает до тех пор, пока в
1795 г. его не командируют для участия в геологоразведочных работах в
департамент Тарн.
Непрерывные разъезды и напряженная практическая работа не
мешают ему, однако, вести научные исследования. Леблан в продолжение нескольких
лет изучает никель, производство селитры, окиси, ртути и занимается вопросом о
производстве и применении удобрений.
Однако все эти работы лично Леблану не принесли никаких
выгод, и он остался после прекращения геологоразведочных работ без средств к
существованию.
*
Между тем начинает налаживаться французская промышленность.
Революция, освободив ее от множества пут и создав широкий рынок сбыта, помогла
ей встать на ноги. Развивается и химическая промышленность. Одно за другим
открываются, по всей стране химические предприятия; налаживается и производство
соды по способу Леблана. Самому же изобретателю приходится пока ограничиваться
ролью наблюдателя. Наконец, после многих просьб и требований мануфактура в
Сен-Дени возвращается во временное владение прежним членам товарищества, но,
кроме Леблана, это предприятие никого теперь не интересовало, так как оно не
могло уже сулить таких прибылей, как тогда, когда оно было монопольным.
Леблан переселился в Сен-Дени и принялся сам за эксплуатацию
мануфактуры. Но с первых же шагов он почувствовал те новые условия, при которых
ему теперь приходилось работать. За время бездействия его предприятия содовые
фабрики открылись повсюду. В Марселе —
центре французского мыловаренного производства, в Лилле и Руане —
центрах текстильной промышленности —
возникают все новые и новые фабрики соды. Они имеют опыт, кадры знающих
рабочих, обеспеченный сбыт. Предприятие Леблана полуразрушено, рабочих нет, нет
и средств для его восстановления. Кроме того, и географическое положение крайне
невыгодно, мануфактура удалена от рынков сбыта готовой продукции и источников
сырья. Дальние перевозки при дороговизне тогдашних средств сообщения ложились
тяжелым грузом на стоимость продукции, сильно ее удорожая. Все эти
неблагоприятные обстоятельства усиливаются и личными качествами самого Леблана:
он больше ученый, чем промышленник, больше исследователь, чем купец.
Законы капиталистического общества вступают между тем в свою
силу. Никому нет дела до заслуг Леблана, никто не считается с его первенством в
этой области. Леблан вынужден вести ожесточенную конкурентную борьбу, не имея
никаких решительно преимуществ перед своими соперниками. Он обращается за
помощью в правительственные учреждения, которые выделяют ему небольшие суммы,
но это не меняет положения. Мануфактура работает плохо, растут долги. В
отчаянии Леблан решает в 1805 г. эмигрировать в Россию. В его бумагах найден
проект обращения к русскому правительству о развитии химической промышленности
в России. Как и следовало ожидать, из этого ничего не выходит.
Казалось бы, при таких обстоятельствах можно и забыть о
научной и изобретательской работе, но не таков был Леблан, он продолжает свои
изыскания. В начале 1805 г. он обратился к нескольким ученым обществам с
предложением улучшить способы беления. Кроме того, он непрерывно работает и по
улучшению и усовершенствованию своего процесса.
Комментариев нет:
Отправить комментарий