Секретный компонент воздуха: как Джозеф Пристли открыл кислород

Древние греки были уверены: воздух — это просто воздух. Один из четырех «стихийных» элементов, наряду с землей, огнем и водой. Никто не сомневался в этом две с половиной тысячи лет, пока в XVIII веке священник и ученый самоучка Джозеф Пристли случайно не открыл кислород.

От религии до науки: путь Джозефа Пристли

Джозеф Пристли родился в семье ткача. Он рано осиротел и попал на воспитание к своему дяде-диссентеру — протестанту, не признававшему официальную англиканскую церковь. Это определило судьбу юноши — в 1752 году Пристли поступил в Академию диссентеров в Давентри.

Однако, кроме религии, Джозефа также интересовала наука. Сначала он изучал языки, философию и теологию, позже — физику и химию. Всю жизнь он совмещал проповеди с научными экспериментами.

В 1761 году Пристли начал преподавать языки и литературу в Академии Уоррингтона в Ланкашире. Спустя несколько лет он познакомился с Бенджамином Франклином — американским ученым и политиком, который экспериментировал с молниями. Эта встреча вдохновила Пристли на публикацию об электричестве, где он сделал неожиданный вывод: наука движется вперед не благодаря гениям-одиночкам, а благодаря множеству маленьких открытий обычных исследователей.

Джозеф верил, что настоящая наука начинается тогда, когда ученый отбрасывает предвзятые мнения и доверяет только экспериментам. Именно этот подход позволил Пристли заметить, что электрические силы ослабевают с расстоянием. Это позже назовут «законом обратных квадратов». Тогда же ученый обнаружил, что обычный древесный уголь проводит ток, а также увидел связь между электричеством и химическими реакциями.

«Воздушные» открытия Пристли

Вернувшись в 1767 году к пасторской службе в Лидсе, Пристли превратил помещение часовни в целую лабораторию. Там, между проповедями и молитвами, он ставил эксперименты с газами или, как тогда их называли, с «воздухами». Секрет успеха был прост: он изобрел хитроумный прибор — пневматический желоб. Вместо воды он использовал ртуть, что позволяло «ловить» даже те газы, которые растворяются в воде.

За следующие 20 лет он открыл целых десять новых газов:

• оксид азота (азотистый воздух);
• диоксид азота (красный азотистый пар);
• закись азота («веселящий газ»);
• хлористый водород (морской кислый воздух);
• аммиак (щелочной воздух);
• диоксид серы (воздух с витриолевой кислотой);
• тетрафторид кремния (фтористокислый воздух);
• азот (флогистированный воздух);
• окись углерода;
• кислород (дефлогистированный воздух).

Как Пристли открыл кислород и не поверил в свое открытие

Однажды 1 августа 1774 года Пристли нагревал красный порошок оксида ртути с помощью огромной линзы, когда заметил, что из него начали выделяться пузырьки бесцветного газа. Тогда он собрал их в сосуд и провел несколько экспериментов.

Он обнаружил, что пузырьки были способны не просто зажечь свечу, а вынуждали ее вспыхивать необычайно ярко. Также Джозеф поместил мышь в сосуд и заметил, что грызун остался бодрым дольше обычного.

Пристли понял, что найденный им воздух был особенным. Однако, будучи верующим в теорию флогистона — тогдашнее объяснение горения, — он просто назвал газ «дефлогистированным воздухом».

Через год в Париже ученый познакомился с химиком Антуаном Лавуазье, которому продемонстрировал свое открытие. Тот сразу же решил повторить эксперимент и провести точные измерения. Французский химик был уверен, что обнаруженный Пристли газ — не просто особенный воздух, а новый химический элемент — кислород.

Однако Пристли так и не принял кислородную теорию. Он был верен идее флогистона и даже написал об этом книгу в 1800 году. В идеях же Лавуазье он видел неточности, с какими сталкивался при борьбе с английской церковью.

Другие открытия Джозефа Пристли

Некоторое время Джозеф Пристли жил в поместье графа Шелбурна в качестве наставника. Там он постоянно наблюдал за природой, и пришел к выводу, что Бог создал мир как самовосстанавливающуюся систему: растения очищают воздух, испорченный дыханием и горением. Эти идеи легли в основу будущего открытия фотосинтеза.