Дёберейнер и его огниво

На картинке — почтовая марка, выпущенная в ГДР в 1980 году, к двухсотлетнему юбилею немецкого химика Иоганна Вольфганга Дёберейнера (1780–1849). Химический прибор, изображенный на марке, — изобретение Дёберейнера, которое при жизни исследователя прославило его имя и в Старом, и в Новом свете даже среди тех, кого никогда не интересовали концепции теоретической и экспериментальной химии. Это изобретение — огниво Дёберейнера (Döbereiner Feuerzeug).

Прежде всего (а возможно, и исключительно) мы вспоминаем Иоганна Дёберейнера как одного из предшественников Дмитрия Ивановича Менделеева, сгруппировавшего химические элементы в триады по принципу сходства химических и физических свойств (см. задачу Триады Дёберейнера). Другие аспекты его жизни и научной деятельности — то, что его по праву можно считать изобретателем зажигалки, и то, что, возможно, он был масоном, — известны гораздо меньше.

В наши дни, говоря о вольных каменщиках — масонах, — мы представляем тайные ложи, конспирологические теории и странные ритуалы. Однако в конце XVIII — начале XIX века масоны представляли интеллектуальную элиту европейского общества века Просвещения, мечтавшую о мире, построенном по принципу абсолютного правосудия, разума и честности. В основе идей масонов века Просвещения были идеи Пифагора и пифагорейцев о том, что в основе этого мира лежат числа, а рациональные идеи математики могут создать фундамент для превращения Природы в мастерскую. Что же касается пифагорейской нумерологии, то число «три» в ней символизировало рациональное мужское начало и, следовательно, считалось опорным и самым гармоничным числом для естественных наук и техники. Химики века Просвещения, воодушевленные трудами создателя рационального научного метода в химии Антуана Лорана Лавуазье, также старались привносить рационализм математики в химию, объясняя свои открытия языком чисел и геометрических фигур.

Но попасть в этот мир рационализма и покорения природы не для всех было одинаково просто. Так, для молодого Иоганна Дёберейнера, сына приказчика артели извозчиков в баварском городе Хоф, шансы получить образование были весьма призрачны. Однако его родители настояли на том, чтобы он учился, и в четырнадцатилетнем возрасте Дёберейнер стал помощником аптекаря, с чего началось его девятилетнее путешествие по Европе: он работал в разных аптеках, в качестве вольнослушателя посещал лекции по химии и аптекарскому делу, принимал участие в собраниях научных обществ.

В 1803 году Иоганн Дёберейнер возвратился в родительский дом, но, в отличие от ожиданий отца и матери, занялся не аптекарским делом, а попытался организовать производство и продажу химических веществ, попутно описывая результаты своих экспериментов в журнале, который издавал химик Адольф Гелен (Adolph Ferdinand Gehlen). Вероятно, науке Дёберейнер уделял больше внимания, чем торговле, поскольку его предприятие прогорело и он остался без гроша в кармане. Всё бы ничего, но к этому времени у Дёберейнера было уже восемь детей, и едва ли будущее представлялось ему радужным.

Но тут произошло чудо. На кафедре химии в Йенском университете освободилось профессорское место, и попечители университета — курфюрст Саксонии Иоганн Август и поэт Иоганн Вольфганг Гёте — объявили конкурс на замещение вакансии. Гелен предложил кандидатуру Дёберейнера, который при поддержке Иоганна Гёте стал профессором, организовал лабораторию и начал читать лекции. Манера его преподавания и подход к обучению студентов были настолько блестящи, что его способ преподавания химии вскоре был взят за основу химиком Юстасом Либихом в Гисенском университете.

Параллельно с современником, Йенсом Якобом Берцелиусом, Дёберейнер методично проводил эксперименты по определению «комбинированных весов» элементов. Он обнаружил, что эквивалентный вес оксида стронция близок к среднему арифметическому от эквивалентных весов оксида кальция и бария. Затем на основании атомных весов он нашел такие соотношения для соединений лития, натрия и калия, хлора, брома и йода, серы, селена и теллура, отметив помимо числовых закономерностей близость химических и физических свойств элементов, относящихся к одной тройке. Эти наблюдения и составленные из элементов триады (тройки) были первым шагом на пути к определяющему для химии принципу периодической изменчивости свойств химических элементов и его формулировке Дмитрием Ивановичем Менделеевым.

Помимо составления триад Дёберейнер занимался и другим проектами. Прочитав статью, в которой младший брат Хэмфри Дэви описал эффект самовозгорания паров спирта при контакте с воздухом в присутствии мелкоизмельчённой платины, в 1823 году Дёберейнер воспроизвел этот эксперимент с водородом. Он не только наблюдал самовозгорание водорода, но и обнаружил, что в ходе этого процесса платина не расходуется и не видоизменяется. Спустя двенадцать лет, в 1835 году, Берцелиус предложил для веществ, ускоряющих химическую реакцию, но не расходующихся в них, термин «катализатор».

Наблюдение Дёберейнера позволило ему разработать устройство для получения огня, состоявшее из двух отделений. В первом отделении происходила реакция цинка с серной кислотой. Образующийся в результате реакции водород проходил через сопло с губкой из платины и самовоспламенялся. Перекрывание потока водорода, идущего через сопло, приводило к тому, что водород вытеснял кислоту из резервуара с цинком, цинк прекращал контактировать с кислотой, и реакция прекращалась. Изобретение — огниво Дёберейнера, которое можно считать прототипом современных зажигалок, — было впервые продемонстрировано в 1823 году и вызвало фурор в салонах Европы. К 1850-му году были произведены и проданы тысячи и десятки тысяч огнив Дёберейнера, однако во второй половине девятнадцатого века они были вытеснены с рынка приспособлений по добыче огня появившимися в 1848 году фосфорными спичками, изобретателем которых по странной иронии судьбы оказался ученик Дёберейнера Рудольф Бёттгер (Rudolf Böttger).

Слева — конструкция огнива Дёберейнера: а — резервуар, б — воронка, в — прорези, г — раствор кислоты, д — слиток цинка, е — рычажок, ж — сопло, з — трубочка с губчатой платиной. Справа — Одно из сохранившихся огнив Дёберейнера, изготовленных в XIX веке. Изображения с сайтов chemistry-chemists.com и auction-team.de

Продажа огнив, равно как и других его изобретений, не сделала Дёберейнера богатым, однако, вероятно, он и не стремился к этому. Сам он как-то писал: «Я люблю науку больше денег, и уже само знание того, что я смог быть полезен мастерам, создающим механические шедевры, переполняет меня счастьем». В соответствии с завещанием, Дёберейнера похоронили без гроба, а на его могиле посадили две яблони.

В научной биографии Дёберейнера остается открытым один вопрос: является ли простым совпадением то, что он распределил элементы по триадам? Не исключено и то, что Иоганн Вольфганг Дёберейнер, как и его друг Иоганн Гёте и покровитель Иоганн Август, был масоном, и триады элементов — дань пифагорейской нумерологии и рациональной математике. Ответа на этот вопрос мы, наверное, не узнаем, причем, скорее всего к счастью: ведь мы не хотим, чтобы о выросшей из триад Дёберейнера Периодической системе конспирологи стали говорить как о «масонском изобретении» или «масонском заговоре».

Фото с сайта chemistry-chemists.com.

См. также:
1) Как зажечь огонь, «Химия и жизнь» №1, 2011.

Аркадий Курамшин