Глава VII. Химия и промышленность

Никола Леблан. Эрнест Сольве

В конце XVIII в. важнейшей проблемой стало обеспечение растущей потребности промышленности в соде. Никола Леблан первым нашел технический способ производства соды. Леблан был одним из тех, чья работа в области науки и техники в значительной мере способствовала промышленной революции в Европе.

Никола Леблан (1742-1806)

Никола Леблан родился 6 декабря 1742 г. в городке Ивуа ле Пре в семье директора металлургического завода. Чтобы получить основательную подготовку по химии, Леблан избирает профессию врача. В Хирургической школе в Париже он наряду с медициной изучал и химию. Его деятельность в дальнейшем была постоянно связана как с экспериментальными, так и с теоретическими проблемами химии. Так, в 1802 г. Леблан опубликовал в "Известиях" Французской Академии наук статью о результатах исследования кристаллизации солей.

Леблан занимал на протяжении жизни ряд важных должностей, некоторые из них были очень почетными. Так, с 1792 по 1797 г. он был управляющим департамента Сены, в 1794 г. Леблана назначили руководителем заводов по производству порохов и селитр в Арсенале. В июне 1795 г. ученый получил распоряжение возглавить изучение природных ресурсов департаментов Дарн и Аверон. Спустя год Леблан был приглашен университетом города Алби на должность профессора естественной истории. Однако, перегруженный работой, ученый был вынужден отклонить, это предложение¹.

В начале 90-х годов XVIII в. во Франции было сложное положение с политической, военной и экономической точки зрения. Враги буржуазной революции оккупировали многие области страны; побережья Средиземного моря и Атлантического океана были блокированы английским флотом. На суше против армии молодой Французской республики сражались войска коалиции Австрии и Пруссии вместе с отдельными английскими частями. В период буржуазно-демократической диктатуры якобинцев внутренняя контрреволюция была подавлена и страна освобождена от войск интервентов.

Комитет общественного спасения - орган власти якобинцев, во главе которого стоял Робеспьер, пытался преодолеть также и экономические трудности республики. В связи с этим Комитет общественного спасения обратил внимание на создание экономичных способов получения химических продуктов, в том числе соды и ее производных; опубликованный Лебланом патент на способ производства соды был признан лучшим. Так был открыт путь внедрения промышленного способа получения соды.

Многолетняя работа без отдыха в различных областях химии, нелегкая борьба за признание своих открытий окончательно подорвали силы Леблана; в 1806 г. он покончил жизнь самоубийством².

Леблан начал свой поиск промышленного способа производства соды в 1787 г. Решения требовала одна из наиболее актуальных проблем развития промышленности того времени. Лишь незадолго до этого была создана Джеймсом Уаттом усовершенствованная паровая машина. Тем самым был открыт новый источник энергии, а создание машин для изготовления различных инструментов и изделий способствовало росту производительных сил в невиданном ранее масштабе. Промышленная революция началась в текстильном производстве.

Основополагающее значение для необычайно быстрого развития этой отрасли промышленности имело создание в 1760 г. усовершенствованного ткацкого станка, разработка в 1768-1779 гг. Дж. Харгривсом, Р. Аркрайтом и С. Кромптоном прядильной машины и создание в Северной Америке громадных плантаций хлопчатника. Техническая переработка хлопчатника и использование его для изготовления тканей потребовали широкого привлечения химических процессов.

Исходное хлопчатобумажное полотно необходимо было очистить, выстирать, отбелить и окрасить. Для всех этих операций текстильной промышленности требовались большие количества соды. Довольно значительным потребителем соды была в то время и стекольная промышленность.

Много веков подряд соду добывали из природных месторождений, запасы которых долгое время оказывались достаточными для удовлетворения растущих потребностей в этом минерале. При этом использовали "трону" - исходное вещество для получения соды, добывавшееся из рассолов содовых озер в Египте, и "барилл", привозимый из Испании; к этому добавлялось и постоянно увеличивающееся количество соды, получающейся при сжигании морских водорослей. Однако постепенно природные месторождения соды начали истощаться, а поташ, получаемый во многих странах как заменитель соды из золы, можно было использовать для многих целей лишь в весьма ограниченных количествах. Кроме того, транспортировка и очистка природной соды стоили производителям текстиля недешево.

Цех кристаллизации на содовой фабрике (XIX в.)

В то время, когда Леблан предложил способ получения искусственной соды, еще не было создано научно обоснованной теории химических реакций. Поэтому при разработке своего метода Леблан опирался главным образом на результаты эмпирических исследований и уже существовавшие к тому времени экспериментальные методы получения соды. К ним относятся результаты работ французских химиков Л. Дюамеля дю Монсо, Ж. де ла Метри³, Ж. Малерба, Л. Гитона де Морво и немецких ученых А. Маргграфа и И. Мейера⁴.

Малерб, используя положения учения Лавуазье, открыл важные реакции получения соды. Вначале он получил сульфат натрия (глауберову соль), действуя на хлорид натрия серной кислотой. Затем он восстановил сульфат натрия металлическим железом и древесным углем. Растворенный и охлажденный расплав при отдаче серы железу переходит в гидроксид натрия. Из гидроксида натрия Малерб получил соду⁵.

Леблан, напротив, сплавлял глауберову соль с известью и углем в отражательной печи, получая при этом соду и сульфид кальция. Затем оба продукта разделялись выщелачиванием. Такая сода, полученная искусственным путем, имела ряд преимуществ по сравнению с природной содой. Во-первых, она была значительно чище и намного однороднее по составу. Кроме того, ее стоимость была значительно ниже, чем у природной соды. И, наконец, искусственную соду довольно просто можно было получить в необходимых для промышленности количествах. Леблан запатентовал созданный им способ и уже в 1790 г. впервые получил соду промышленным путем.⁶ Это предприятие финансировал герцог Орлеанский (Леблан был его личным врачом).

В 1810 г. Франция могла удовлетворить все потребности промышленности в соде за счет производства внутри страны. К этому времени единственным производителем соды во Франции было предприятие, называвшееся "Сода Леблана".

В Англии, которая в начале XIX в. была гораздо более развита в промышленном отношении, чем Франция, способ Леблана тотчас же был положен в основу производства неорганических веществ.

Лишь спустя 90 лет, после внедрения в промышленность созданного Лебланом процесса, химики смогли разработать научные основы практически такой важной реакции. Это позволило сделать способ промышленного получения соды более рентабельным. Хлористый водород, выделявшийся в больших количествах при получении глауберовой соли, вначале рассматривали как ненужный побочный продукт. Лишь после того, как Леблан научился окислять хлор, а Вельдон и Дикон⁷ разработали технически приемлемый способ проведения этого процесса, оказалось возможным широко использовать хлор. Был разработан способ получения в промышленном масштабе хлорной извести. Отбеливающее действие хлорной извести обнаружил Бертолле еще в 1785 г. Так, бесполезный ранее хлористый водород усилиями химиков стал необходимым продуктом для использования в непрерывно растущем производстве текстильных изделий. Применение хлорной извести полностью заменило применявшийся до того времени луговой способ отбеливания тканей.

Существенной составной частью остатка, образующегося при получении соды по методу Леблана, был сульфид кальция. В проводившихся работах по утилизации этого продукта большое внимание обращалось на содержание в нем серы. Первым успешным опытом в этом направлении было получение в 1836 г. В. Госсажем⁸ сернистого водорода и карбоната кальция из сульфида кальция, воды и двуокиси углерода. На этих реакциях был основан метод окисления сероводорода, разработанный во второй половине XIX в. Клаусом⁹.

Метод Леблана оказал также значительное влияние на промышленное производство неорганических веществ, поскольку стимулировал разработку новой аппаратуры и развитие представлений о протекании процесса. Так, для организации производства соды были внедрены широко распространенные впоследствии аппараты: вращающаяся трубчатая печь, отстойник, аппаратура для выпаривания, башни, орошаемые водой. Для отделения соды от сульфида кальция в промышленности был впервые использован принцип противоточной экстракции жидкостей¹⁰.

Со временем стали отчетливо видны недостатки способа производства соды, разработанного Лебланом, и были предприняты поиски других методов получения этого продукта. В середине XIX в. стали известны реакции превращения хлорида натрия в карбонат в присутствии аммиака. Тогда же были разработаны теоретические способы повторного выделения аммиака после завершения этой реакции. Заслуга внедрения в промышленность нового способа производства соды в присутствии аммиака принадлежит Эрнесту Сольве.

Эрнест Сольве (1838-1922).

Эрнест Сольве родился 16 апреля 1838 г. в городке Ребек-Рогно (Бельгия). Он не получил высшего химического образования. Сольве был одним из первых специалистов в области промышленной химии. И хотя он разбирался в основах науки и техники хуже, чем в торговом деле, Сольве уже довольно рано смог оценить роль химии в развитии промышленности.

Отец Сольве был владельцем каменоломни и небольшой солеварни. В 1859 г. Сольве стал работать на заводе по получению газа, принадлежащем его дяде. Юноша занимался там проблемой утилизации воды, образующейся при получении газа. Сольве удалось выделить из нее нашатырный спирт и карбонат аммония. При реакции последнего с хлоридом натрия Сольве получил вначале гидрокарбонат натрия, а затем соду. Таков был новый способ производства соды. Правда, химические реакции, лежавшие р его основе, были уже изучены другими химиками^11,12. Заслугой Сольве в разработке этого метода было создание аппаратуры, необходимой для его промышленного осуществления. Сольве удалось при очень небольших затратах ручного труда добиться максимального выхода продукта. Он ввел в промышленность герметичную аппаратуру, что обеспечило значительное снижение потерь аммиака. Это существенно удешевило промышленный процесс производства соды. Принятый Сольве для колонн карбонизации принцип противотока позволял оптимально использовать сырье и энергию. Такая рациональная технология производства соды дает все основания считать Эрнеста Сольве основателем промышленного метода получения соды с помощью аммиака¹³.

Установки Сольве для получения соды (1879 г.)

В 1861 г. Сольве получил патент на свой метод и на взятые взаймы деньги построил небольшое предприятие по производству соды¹⁴. В 1863 г. он уже основал акционерное общество. Фабрика, построенная Сольве, спустя пять лет после ее пуска в эксплуатацию производила полторы тысячи килограммов соды в сутки, а в 1867 г. акционеры общества получали уже 5% прибылей в год.

На Всемирной выставке 1869 г. Эрнест Сольве экспонировал разработанный им промышленный способ производства соды, получивший международное признание. Вскоре по методу производства соды Сольве были построены два предприятия во Франции¹⁵.

После этого в химической промышленности началась борьба между методами Леблана и Сольве - борьба между старой и новой технологией получения соды. Экономические показатели способа получения соды с помощью аммиака были намного выше, в то время как многочисленные попытки усовершенствовать способ получения соды, разработанный Лебланом, не привели к значительному снижению себестоимости основного продукта. В 1916 г., спустя 120 лет после внедрения в промышленность способа Леблана, предприниматели вынуждены были закрыть последнюю фабрику, на которой производилась сода по этому методу. Победила новая, более прогрессивная технология, чему немало способствовало развитие капиталистических отношений в промышленности. Борьба между способами промышленного производства соды по Лаблану и Сольве явилась ярким примером капиталистической конкуренции.

Наиболее серьезный конкурент Сольве - владелец химических предприятий в Англии Людвиг Монд в 1872 г. предложил бельгийскому химику платить по 8 английских шиллингов за каждую тонну соды, изготовленной на его предприятиях по способу Сольве. Кроме того, Монд решил не только организовать на своих предприятиях производство соды по способу Сольве, но и принять меры для распространения способа Сольве на предприятия, где использовался способ Леблана.

В 1875 г. Монд организовал в Англии первую фабрику по производству соды аммиачным способом, а несколько лет спустя он стал основным производителем этого продукта в Англии.

В XIX в. Сольве создал первый химический концерн, занявший ведущее положение не только в его родной стране, но и во всем мире. В течение двух десятилетий фабрики Сольве появились во всех странах мира: в Германии (1880 г.), в США (1881 г.), в России (1883 г.). В 1916 г., несмотря на войну, под контролем концерна Сольве находилось мировое производство соды.

Сольве постоянно стремился скрыть подлинный характер все растущего могущества основанного им концерна, который он хотел представить обычным семейным предприятием. Для этого во главе филиалов в Англии, США и других странах Сольве ставил детей и других родственников.

Во второй половине XIX в. потребность промышленности в соде значительно возросла, и этот продукт, необходимый вначале лишь для текстильной и стекольной промышленности, стал одним из основных неорганических веществ, производимых промышленным путем. Эта растущая потребность в соде позволила Сольве значительно увеличить ее производство. Кроме того, он воспользовался этим обстоятельством, чтобы все предприятия, использующие соду, признали главенствующее положение его концерна в производстве этого продукта. Особенно это относилось к стекольной промышленности - основному потребителю соды, и Сольве стремился оказывать большое влияние на мировое производство стекла. Так, он купил права на использование патента американского изобретателя Кол бурна, что поставило производство оконного и зеркального стекла во всех промышленно развитых странах в зависимость от Сольве. Для этой цели он использовал также концерн Либби-Оуэнса и его немецкую дочернюю компанию "Делог", контролировавшую 40% производства оконного стекла в Германии.

"Уже в юные годы империализм стал велик",- считал Сольве, опираясь на опыт своих связей с представителями главным образом германского капитализма. Сольве не поддерживал хороших отношений ни с немецкими банкирами, ни с правительством кайзера Вильгельма II. И тем не менее, как и представители германских промышленных кругов, Сольве оказал значительную поддержку при организации Общества кайзера Вильгельма. За его "помощь в развитии науки" (которая служила и целям совершенствования технологии на его предприятиях) Сольве был избран иностранным членом Прусской Академии наук. Прусская академия даже наградила Сольве медалью Лейбница.

Когда Сольве после первой мировой войны захотел распространить влияние своей компании на недавно созданный в Германии концерн "Имперское общество", он ощутил сопротивление нарождавшихся химических монополий. Сольве вынужден был несколько умерить свои притязания и вопреки своим намерениям уступить "Имперскому обществу" значительное влияние на немецких предпринимателей, объединенных в Акционерном обществе германских предприятий по способу Сольве. Эти связи были вскрыты особенно ярко в процессе против сотрудников предприятия Сольве в г. Бернбурге, происходившем в Верховном Суде ГДР. Агенты Компании Сольве были обвинены в систематическом подрыве народного хозяйства и приговорены к строгому наказанию. Эти агенты, используя особые условия деятельности немецких предприятий компании Сольве, которые были собственностью иностранного предпринимателя, пытались восстановить старые капиталистические производственные отношения и ликвидировать установленные народной властью антифашистские демократические порядки.

Первый физический Сольвеевский конгресс в 1911 г.

Способ получения соды при помощи аммиака, разработанный Сольве, явился громадным научно-техническим достижением, сыгравшим выдающуюся роль в дальнейшем развитии производительных сил¹⁶. Прогресс промышленности в капиталистических условиях особенно был характерен для этого способа производства. Эксплуатация ученых, техников и рабочих, занятых на предприятиях концерна Сольве, обеспечила условия научно-технического прогресса¹⁷. Полученные средства прежде всего шли на обогащение семьи Сольве. Тем же целям служила установление концерном Сольве монопольной цены на соду во всем мире. Богатство, накопленное Сольве за счет внесенного им значительного вклада в научно-технический прогресс, лишь частично выражалось в основном и оборотном капиталах. Владелец одного из богатейших и могущественных концернов своего времени, Сольве за шестьдесят лет деятельности приобрел тридцать восемь замков с поместьями и два крупнейших бельгийских банка.

Умер Сольве 26 мая 1922 г.

Исходя из социальной позиции крупного предпринимателя, Сольве выдвинул социологические "теории", для проверки которых он создал в 1894 г. в Брюсселе "Институт социологии". На основании результатов естественнонаучных исследований (энергетика, закономерности протекания химических реакций) Сольве попытался изучить закономерности развития человеческого общества, что привело к созданию утопических теорий общественного развития.

После 1900 г. основанный Сольве Институт социологии разрабатывал теории, доказывавшие преимущества капиталистического пути развития общества. Сольве поддерживал империалистическую политику правящих кругов капиталистических стран, всеми силами старался отвлечь рабочих от революционных идей и поощрял реформистскую идеологию. Он широко пропагандировал задачи, стоящие перед наукой по повышению благосостояния народов, но, конечно, использовал их в первую очередь в своих собственных целях. Этим же целям должны были служить и Сольвеевские конгрессы, созываемые по его инициативе в Брюсселе. На эти конгрессы съезжались выдающиеся ученые разных стран, главным образом физики.

В Германской Демократической Республике успешно используются бывшие предприятия концерна Сольве. В принадлежавших предпринимателю производственных корпусах сегодня учатся будущие инженеры-химики, которые направляют полученные там знания на умножение богатства всего общества. Заводы Акционерного общества Сольве в Бернбурге и Бухенау стали государственными предприятиями. Кроме того, были созданы мощные народные предприятия, выпускающие соду по усовершенствованному способу Сольве. Эти предприятия также способствуют повышению благосостояния всего общества¹⁸.