Предварительные замечания

С самого начала становления химии как науки о строении, свойствах и превращениях веществ ее успехи тесным образом были связаны с развитием экспериментальной химии. При этом имеется в виду совершенствование лабораторных приборов, методов, химических реактивов и исследовательских лабораторий.

Как правило, в это время исследовательские лаборатории были одновременно и учебными центрами. Экспериментируя, химики приобретали знания. Лишь в конце XIX в. в отдельных случаях стали создаваться специальные химические исследовательские лаборатории, в которых не проводилось обучения студентов.

В период эмпирического развития химии исследователи занимались в основном только экспериментированием, хотя и тогда они руководствовались при проведении опытов определенными теоретическими представлениями. Последние начали довольно интенсивно развиваться и расширяться с XV в. В середине XVIII в. выявилось довольно заметное различие между слепой, неосмысленной "стряпней наугад" и трудом исследователей, работающих на научной основе [8, с. 29 и сл.].

В результате широкого введения в химию количественных методов анализа (Лавуазье, Рихтер, Пруст и Дальтон), а также благодаря разработанным ими теоретическим представлениям химический эксперимент стал приобретать более осознанный и плановый характер. Теория стала определять характер проведения эксперимента, а методы исследования природы стали точнее.

В 1844 г. Либих писал: "Успех любого опыта, любой операции меньше всего зависит от механической сноровки и в большей степени - от сознательного подхода; причиной неудачи может быть недостаточность знаний. Открытие определяется уровнем экспериментальной техники и способностью человека создавать новые идеи" [33, с. 9].

В 1955 г. Л. Полинг охарактеризовал научную методологию следующим образом: "Первый этап применения научного метода заключается в заинтересованности некоторыми фактами, установленными путем наблюдения и опытов. В нашей науке таковыми являются факты описательной химии. Следующий шаг - это систематизация и сопоставление многих фактов, выработка определенного утверждения. Такое общее утверждение называют законом, а иногда законом природы" [1]. Закон, установленный индуктивным методом, конечно, может быть изменен вследствие обнаружения противоречащих ему данных, как это произошло с законом постоянства состава после открытия изотопов кислорода [1]. Полинг упоминает также метод последовательных приближений, важный для выявления химических закономерностей: вначале обнаруживают какую-нибудь "грубую закономерность", которая затем в результате различных исследований все более уточняется и может привести к установлению закона природы [1].

Лабораторные приборы. Рисунок из 'Начального курса химии' Лавуазье (1789 г.)

Этапы развития экспериментальной химии до сих пор мало исследованы, и этой проблеме посвящено немного публикаций, хотя именно в этой области были получены данные, которые привели к формированию и критике химических теорий^*. По истории аналитической химии впервые только в 1960 г. появилась обширная работа, написанная венгерским исследователем Ференцем Сабадвари и в 1966 г. переведенная на немецкий язык [50]^**. Автор благодарен Сабадвари за ценные советы и информацию по развитию экспериментальных методов.

^* (В СССР этим вопросам посвящены следующие основные работы: [250-253]. В настоящее время на русский язык переведены и труды зарубежных историков химии, в которых освещены вопросы истории аналитической химии [254, 255].- Прим. ред.)

^** (В 1984 г. книга этого автора переведена на русский язык. См. [50].- Прим. ред.)

В этой главе речь пойдет только о тех методах и приборах, которые были особенно важны для установления состава веществ. Будет дан обзор открытия элементов, а также рассмотрена история развития научно-исследовательских лабораторий и учебных центров.

На первых исторических этапах химики главным образом пытались обнаружить отдельные составные части веществ. Методы их обнаружения составляют область качественного анализа. В конце XVIII в. все в большем масштабе начинается, изучение количественного состава веществ и развиваются методы количественного анализа.