«Детская книга науки»

Fig. 78.

Поперечное сечение «Грейт Истерн», показывающее ячеистую конструкцию от киля до ватерлинии, a a.

Этот двойной корабль полезен по-разному; во-первых, опасность, возникающая при столкновении, уменьшается, так как предполагается, что будет сломана или повреждена только внешняя перемычка; так что вода тогда не хлынет в пароход, а просто заполнит пространство между оболочками. Во-вторых, если возникнут трудности с получением балласта, пространство можно заполнить 2500 тоннами воды или снова откачать ее, в зависимости от потребностей судна. Прочность непрерывной ячеистой конструкции легко представить, и ее можно хорошо проиллюстрировать тонким листом обычного жестяного листа. Если концы опереть на деревянные бруски так, чтобы они перекрывали дерево примерно на один дюйм, они легко смещаются, и имитационный мост разрушается со своих опор добавлением в центр нескольких унций веса; в то время как тот же жестяной лист, свернутый в фигуру трубки и снова опирающийся на те же бруски, теперь выдержит много фунтов веса, не сгибаясь и не ломаясь. (Рис. 79.)

Fig. 79.

a. Плоский жестяной лист, ломающийся под весом нескольких унций. b. Тот же жестяной лист, свернутый в трубку, выдерживает очень большой вес.

Палуба корабля двойная или ячеистая, по плану Стефенсона в Британийском трубчатом мосту, и имеет длину 692 фута. Регистровая вместимость составляет 18 200 тонн, а по обмеру строителя — 22 500 тонн; корпус «Грейт Истерн» считается обладающим такой огромной вязкостью, что если бы он был поддержан массивными каменными блоками размером шесть футов, помещенными на каждом конце, у носа и кормы, он не прогнулся бы, не искривился и не осел бы посередине более чем на шесть дюймов, даже со всеми своими механизмами, углем, грузом и живым фрахтом.

Приводя замечательные примеры адгезивной силы и вязкости неорганической материи, может быть, не совсем неуместно упомянуть о силе и мощи живой материи, или мышечной силе. Утверждается, что доктор Джордж Б. Уиншип из Роксбери в Америке, молодой врач двадцати пяти лет, весящий 143 фунта, — самый сильный человек из ныне живущих; по сути, настоящий Самсон девятнадцатого века. Он может поднять бочку муки с пола до плеч; может поднять себя за любой мизинец, пока его подбородок не окажется на полфута выше него; может поднять 200 фунтов любым мизинцем; может поднять церковный колокол весом 141 фунт; может поднять руками 926 фунтов мертвого веса без помощи ремней или поясов любого рода. По сравнению с Топхэмом, корнуоллским силачом, который мог поднять 800 фунтов, или бельгийским, его сила больше; а поскольку использование ремней и поясов увеличивает силу подъема примерно в четыре раза, утверждается, что Уиншип мог поднять по крайней мере 2500 фунтов веса.

Fig. 80. a. Обычный стеклянный водяной молот. b. Медная трубка того же назначения, показывающая откачивающий шприц в d, уровень воды в b и конец, который нужно поместить в огонь в c.

С этими иллюстрациями сцепления мы можем вернуться к абстрактному рассмотрению этой силы применительно к воде, в которой мы заметили, что антагонистом этого вида притяжения является сила или мощь, называемая калориком или теплом. Последнее влияние снимает ледяные оковы зимы и превращает лед в следующее состояние — воду. В этом состоянии сцепление почти скрыто, хотя существует лишь небольшой избыток, чтобы удерживать даже частицы воды в состоянии единства, и этот факт прекрасно иллюстрируется образованием блестящих алмазных капель росы на поверхностях различных листьев, а также силой и мощью, проявляемой большими объемами воды, которые демонстрируют свою могучую силу в виде разбивающихся волн, ударяющихся о скалы и маяки и заставляющих их дрожать до самого основания от ярости удара; здесь должно быть какое-то единство частиц, иначе коллективная сила не могла бы быть проявлена, это было бы как бросание горсти песка в окно — производится определенное количество шума, но стекло не разбивается; в то время как тот же песок, соединенный каким-либо клейким материалом, пробил бы себе путь и вскоре разбил бы хрупкое стекло. Так привычно видеть, что частицы воды легко разделяются, что становится трудно распознать наличие сцепления; но эта связь единства хорошо иллюстрируется в опыте с водяным молотом. Маленький прибор обычно изготавливается из стеклянной трубки с колбой на одном конце; в этой колбе вода, которую она содержит, кипятится, и по мере того как пар выходит из другого конца, вытянутого в капиллярную трубку, отверстие закрывается путем плавления пламенем паяльной трубки. По мере остывания воды пар конденсируется, и создается вакуум, насколько это касается воздуха; если теперь трубку внезапно перевернуть, вся вода падает en masse, коллективно, и, ударяясь о дно трубки, производит металлический звон, точно так же, как если бы внутри трубки находился кусок дерева или металла. Если конец, на который падает вода, не защищен ладонью руки, вода сама себя пробивает и отламывает ту часть стеклянной трубки. Поэтому лучше конструировать водяной молот из медной трубки диаметром около трех четвертей дюйма и длиной три фута; на одном конце вставлена внутренняя резьбовая деталь, в которую ввинчен запорный кран; когда трубка наполнена водой на высоту около шести дюймов и встряхивается, воздух разделяет падающий объем воды, и слышен обычный плещущий звук; нет единства или сцепления частей; если, однако, конец медной трубки сунуть в огонь и вскипятить воду так, чтобы пар выходил из крана, который затем закрывается, а трубку вынимают и охлаждают, наносится резкий удар, который отчетливо слышен, когда медную трубку быстро переворачивают или встряхивают, чтобы заставить воду подняться и упасть. Опыт можно сделать еще более поучительным, повернув кран и впустив воздух, который врывается со свистящим звуком, и при встряхивании трубки металлический звон больше не слышен, но его можно снова восстановить, прикрепив небольшой воздушный шприц или ручной насос и удалив воздух путем откачки. (Рис. 80.)

В жидком состоянии вода все еще обладает избытком сцепления над антагонистической силой тепла; однако, когда последнее применяется в избытке, тогда квази-борьба заканчивается; тепло подавляет силу сцепления и превращает воду в самого послушного раба, который когда-либо отдавался прихотям человека — а именно в пар — славный, полезный пар: и теперь достигнут другой конец цепи, где торжествует тепло; в то время как в твердых телах, таких как лед, сцепление является победителем, а промежуточное звено отображается в жидком состоянии воды. Если какой-либо факт мог дать представление о гигантском размере «Грейт Истерн», то это сила пара, который будет использоваться для перемещения его со скоростью около восемнадцати миль в час с мощностью, оцениваемой в номинальном размере 2600 лошадей, но абсолютно не менее 12 000 лошадей. Эта паровая мощность, в сочетании с тем фактом, что она была чрезвычайно усилена в своих острых, мощных носах путем укладки трех полных железных палуб в носовой части, простирающихся от носа назад на 120 футов, продемонстрирует, что в случае войны «Грейт Истерн» может оказаться мощным вспомогательным средством для Правительства. Эти палубы будут заняты экипажем из 300 или 400 человек, и с этим большим увеличением прочности в носовой части «Грейт Истерн», идя на полной мощности, мог бы догнать и разрезать пополам самый большой деревянный линейный корабль, который когда-либо плавал. Если бы война, к несчастью, распространилась на мирную Англию, и огромная мощь этого судна была бы реализована, ее название было бы не без оснований изменено с «Грейт Истерн» на «Великий Ужас» океана. «Таймс» очень правильно спрашивает: «Какой флот мог бы встать на пути такой массы, весящей около 30 000 тонн и движимой через воду мощностью 12 000 лошадиных сил со скоростью двадцать два или двадцать три мили в час? Для производства пара потребуется 250 тонн угля в день, и велик будет почетный гордость проектировщиков, когда они увидят ее по-настоящему на плаву, скользящей через океан на Дальний Запад».

Хороший и поразительный опыт, демонстрирующий переход из жидкого состояния в парообразное, показан путем привязывания куска листового каучука к жестяному сосуду, содержащему унцию или две воды. Когда она закипает, индийская резина растягивается и лопается с громким шумом; или в другой иллюстрации — путем осторожного вливания эфира через воронку в колбу, помещенную на кольцевой подставке. Если поднести пламя к отверстию, не выходит никакого пара, который мог бы воспламениться, при условии, что горлышко колбы не было смочено эфиром. Однако, когда применяется тепло спиртовой лампы, эфир вскоре закипает, и теперь при поднесении зажженной лучины получается пламя длиной в несколько футов, которое регулируется спиртовой лампой внизу, и когда ее убирают, длина пламени немедленно уменьшается и полностью гаснет, если дно колбы погрузить в холодную воду; отвод тепла восстанавливает силу сцепления. Еще одна иллюстрация огромной силы пара будет вскоре продемонстрирована в паровом таране; и, «Предполагая», — говорит «Таймс», — «что новый паровой таран окажется успешным проектом, лучшие образцы современных военных кораблей будут сведены для сравнения к беспомощности лодок. Представьте себе чудовищную конструкцию, плавающую посреди канала, огнеупорную и пуленепробиваемую, способную метать бортовые залпы из 100 снарядов на расстояние шести миль; или включать пар по желанию и протаранить все на поверхности моря с импульсом, совершенно неотразимым».

«Этот ужасный двигатель разрушения, как ожидается, будет сам неразрушимым. Нам говорят, что он может быть изрешечен выстрелами (предполагая, что какой-либо выстрел может пробить его борта), что его нос и корма могут быть разбиты в куски и он может быть сведен, по-видимому, к бесформенному обломку, не теряя своей плавучести или силы. Предполагая, что он полагается на шок от своего удара, а не на бой своими орудиями, подсчитано, что он потопил бы линейный корабль за три минуты, так что эскадра, такая же большая, как весь наш флот, находящийся сейчас в строю, была бы уничтожена примерно за один час и четверть».

ГЛАВА VII.

АДГЕЗИВНОЕ ПРИТЯЖЕНИЕ.

Термин «сцепление» не следует путать с термином «адгезия», который относится к прилипанию или притяжению тел разного рода. Покойный профессор Даниэль определяет сцепление как притяжение гомогенных (ὁμος — «подобный» и γενος — «род») или подобных частиц; адгезию — как притяжение, существующее между частицами гетерогенного (ετερος — «другой» и γενος — «род»).

Существует множество иллюстраций адгезии, таких как починка фарфора и использование клея или пасты при соединении различных поверхностей, или раствора при строительстве из кирпичей; это также хорошо показано на лекционном столе с помощью пары весов, одна чаша которых, будучи хорошо очищенной щелочью снизу, может быть затем помещена на поверхность воды, содержащейся в тарелке; адгезия между водой и металлом настолько совершенна, что на другую чашу можно положить много гирь в гранах, прежде чем адгезия будет нарушена; и после разрыва, если чашу снова поместить на воду и убрать несколько гран с другой, чтобы отрегулировать две чаши и сделать их почти равными, капля скипидара, будучи добавленной, мгновенно распространяется по воде и, нарушая адгезию между последней и металлом, чаша весов немедленно и снова отрывается, так как адгезия между скипидаром и металлом не так велика, как у воды и металла. Адгезия воздуха и воды хорошо показана в аппарате, рекомендованном для вентиляции шахт, в котором постоянный нисходящий поток воды несет с собой количество воздуха, который, будучи высвобожденным, затем выталкивается из соответствующего отверстия. Тот же вид адгезии между воздухом и водой демонстрируется в древней испанской каталонской кузнице, где дутье подается в железную печь по аналогичному принципу, только используется естественный каскад вместо искусственного падения воды через трубу.

Адгезия воздуха и воды приобретает определенное значение, когда река протекает через большой и густонаселенный город, поскольку вода при своем движении туда и обратно неизбежно увлекает за собой непрерывный поток воздуха, способствуя поддержанию постоянного перемешивания воздушных масс, что желательно для предотвращения скопления вредного воздуха, насыщенного зловонными запахами, исходящими от илистых отмелей или по другим причинам. Факт адгезии, существующей между водой и воздухом, легко продемонстрировать, если опереть один конец длинной стеклянной трубки диаметром не менее одного дюйма на деревянный брусок высотой в один фут. Если позволить воде стекать по трубке так, чтобы над ней оставалось достаточное пространство для воздуха, адгезия между двумя древними стихиями становится очевидной, как только вблизи верхнего конца стеклянной трубки, опирающейся на деревянный брусок, образуется немного дыма. Дым, который имеет большую склонность подниматься, чем опускаться, увлекается вниз по стеклянной трубке и сопровождает воду, когда она течет с более высокого уровня на более низкий. Та же истина иллюстрируется и в горизонтальных желобах или трубках, через которые пропускают воду.

Адгезия между воздухом и стеклом настолько велика, что в трубках лучших барометров совершенно необходимо кипятить ртуть; и если не уделить этому должного внимания, то прилипший воздух между стеклом и ртутью постепенно поднимается вверх и разрушает торричеллиеву пустоту в верхней части барометрической трубки. Даже после кипячения ртути воздух с годами будет просачиваться вверх; и чтобы предотвратить его прохождение между стеклом и ртутью, рекомендуется припаивать платиновое кольцо к концу стеклянной трубки, поскольку ртуть обладает способностью смачивать или покрывать пленкой металлическую платину, и, находясь в тесном контакте, они как бы закрывают единственную дверь, через которую воздух мог бы проникнуть в барометрическую трубку.

Fig. 81.

Модель прибора для затягивания воздуха вниз. a — резервуар с водой, снабженный поплавковым клапаном и поддерживаемый на одном уровне, так что вода просто стекает по стенкам трубки и увлекает за собой воздух в центре, b, c. Сосуд, в который воздух и вода подаются по гуттаперчевой трубке, t. Имеется еще один поплавковый клапан, позволяющий отработанной воде вытекать, когда она достигает определенного уровня; конец трубы всегда погружен на несколько дюймов в эту воду, в то время как воздух выходит через сопло, d.

ГЛАВА VIII.

КАПИЛЛЯРНОЕ ПРИТЯЖЕНИЕ.

Этот вид притяжения называется капиллярным, поскольку трубки с калибром или отверстием толщиной с волос притягивают и удерживают жидкости.

Если налить воду в стакан, поверхность ее не будет ровной, а вогнутой у краев, где твердое стекло оказывает свое адгезионное притяжение на жидкость и оттягивает ее от уровня. Если стакан сузить до очень узкой трубки с волосяным отверстием, притяжение становится настолько сильным, что вода удерживается в трубке вопреки силе гравитации. Два плоских куска стекла, приложенные друг к другу и затем раскрытые, как книга, втягивают воду между собой по тому же принципу. Кусок соли, положенный на тарелку с небольшим количеством воды, окрашенной индиго, демонстрирует этот вид притяжения наиболее полно, и вода быстро впитывается, что видно по синему цвету на соли. Небольшое количество раствора аммиачно-медного сульфата придает соли более тонкий и отчетливый синий цвет. Кусок сухого гондурасского красного дерева размером в один квадратный дюйм, помещенный на блюдце с небольшим количеством скипидара, вскоре оказывается пропитанным маслом до самого верха, после чего его можно поджечь.

Почти каждый вид древесины обладает капиллярными трубками и будет плавать благодаря тому, что эти мельчайшие сосуды заполнены воздухом; однако, если воздух удалить, дерево тонет, и если прокипятить шар из букового дерева в воде, а затем поместить его под вакуум воздушного насоса в другую холодную воду, он настолько насыщается водой, что перестает плавать. Замечательный случай такого рода упоминается Скорсби, когда лодка была утянута китом на большую глубину в океане, и после всплытия на поверхность обнаружилось, что дерево не плавает и не горит, так как капиллярные поры были полностью заполнены соленой водой.

Кусок эбенового дерева тонет в воде из-за своей плотности, отсутствия пор и воздуха. Калибр, изготовленный из куска дуба с просверленным отверстием диаметром в один дюйм, точно вмещает сухую пробку из ивового дерева, которая не входит в отверстие после того, как ее намочат. Жернова раскалывают, вставляя клинья из сухой твердой древесины, которые затем смачивают, и они разбухают, разрывая камень. Один из самых любопытных примеров капиллярного притяжения показан при дублении кожи — процессе, предназначенном для придания коже мягкости и эластичности, чтобы она стала пригодной для изготовления сапог, упряжи, машинных ремней и т. д. Цель дубильщика — заполнить поры кожи маслом, и поскольку это невозможно сделать простым смазыванием поверхности, он подготавливает путь для масла, тщательно смачивая кожу водой, и пока кожа влажная, втирает масло, а затем выставляет ее на воздух; вода испаряется при обычных температурах, а масло — нет; в результате поры кожи отдают воду, которая исчезает при испарении, а масло благодаря капиллярному притяжению втягивается в толщу кожи, фактически занимая место, освободившееся от воды, и делает материал очень эластичным и в значительной степени водонепроницаемым. В бумажном производстве поры этого материала, если их не заполнить или не проклеить, вызывают расплывание чернил из-за капиллярного притяжения. Пористость почв — одно из главных условий для искусного земледельца, а дренаж предназначен для удаления избытка воды, которая заполнила бы поры земли, вытесняя более ценные росы и дожди, несущие питательные вещества, полученные из удобрений и атмосферы.

Тростник представляет собой совокупность мелких трубок, и если кусок длиной около шести дюймов (отрезанный, конечно, от узлов) поместить в бутылку со скипидаром, масло поднимется вверх и его можно будет сжечь на конце; именно на этом принципе основаны неразрушимые фитили из асбеста и проволочной сетки, свернутой вокруг центрального сердечника, используемые в спиртовых лампах. Масло, воск и сало поднимаются по капиллярному притяжению в фитилях к пламени, где они кипят, превращаются в газ и сгорают.

Fig. 82. Фильтр Гебера. a. Раствор ацетата свинца. b. Разбавленная серная кислота. c. Прозрачная жидкость, отделенная от сульфата свинца в b.

Капиллярное притяжение хлопчатобумажных нитей к воде было известно и ценилось старыми алхимиками; и Гебер, один из самых древних пионеров науки, живший около седьмого века, описывает фильтр, с помощью которого жидкость отделяется от твердого вещества. Этот эксперимент хорошо демонстрируется путем помещения раствора ацетата свинца в стакан, который ставится на самый высокий блок из трех, расположенных ступенями. В этот стакан опускается короткий конец хлопчатобумажного фитиля, предварительно смоченного дистиллированной водой; длинный конец погружается в другой стакан внизу, содержащий разбавленную серную кислоту, и по мере того как раствор свинца переходит в него, образуется твердый белый осадок сульфата свинца; затем в этот стакан помещается другой смоченный хлопковый фитиль, длинный конец которого проходит в последний стакан, так что прозрачная жидкость отделяется, а твердое вещество остается позади. (Рис. 82.)

Fig. 83. Сифон из хлопковой нити.

В этом фильтре хлопковая нить действует как сифон через капиллярные поры, которые она образует. По тому же принципу можно самым изящным образом промыть креветку (как впервые показал покойный герцог Сассекский), поместив хвост, после удаления веерообразной части, в стакан с водой и позволив голове свисать, когда вода втягивается капиллярным притяжением и продолжает течь через голову. (Рис. 83.)

Нити, из которых изготавливаются льняные, хлопчатобумажные и шерстяные ткани, представляют собой маленькие шнуры, и усадка таких текстильных изделий хорошо известна и обычно является предметом расспросов при покупке; здесь снова проявляется капиллярное притяжение, и ткань сжимается в двух направлениях — нитей основы и утка; так, двадцать семь ярдов обычного ирландского льна навсегда усядут примерно до двадцати шести ярдов в холодной воде. В этих случаях вода притягивается в волокна текстильного материала и, заставляя их разбухать, неизбежно укорачивает их длину, точно так же, как сухая веревка, натянутая между двумя стенами для сушки белья, как известно, вырывает крюки после того, как внезапно намокнет и укоротится под дождем.

Чтобы затянуть повязку, достаточно обмотать сухую льняную ткань вокруг конечностей как можно плотнее, а затем намочить ее водой, после чего происходит необходимая усадка.

Если кусок сухой хлопчатобумажной ткани привязать к одному концу лампового стекла, другой можно очень легко опустить в таз с водой или вынуть из него, но когда хлопок намокает, волокна сжимаются и препятствуют проникновению воздуха, так что стекло удерживает воду, как если бы это был обычный газовый цилиндр, закрытый стеклянной пробкой.

Fig. 84. a. Таз с водой. b. Цилиндр из проволочной сетки, закрытый с обоих концов сеткой. Когда он полон воды, его можно поднять из таза за ручку, c.

Испанская пословица, выражающая презрение, гласит: «ходить за водой с решетом», но даже эта кажущаяся невозможность преодолевается использованием цилиндра из проволочной сетки, который можно наполнить водой, и благодаря капиллярному притяжению между ячейками медной проволочной сетки и водой вся она удерживается и может быть осторожно поднята из таза с водой; эксперимент удается только тогда, когда воздух полностью вытеснен из промежутков сетки, а маленький цилиндр полностью заполнен водой; это можно сделать путем многократного погружения и вынимания цилиндра или, что еще эффективнее, сначала смочив его спиртом, а затем окунув цилиндр в воду.

Воздушный шар, сделанный из хлопчатобумажной ткани, невозможно надуть с помощью мехов, но если шар намочить водой, то его можно раздуть воздухом, как если бы он был сделан из воздухонепроницаемого материала; отсюда принцип лакирования шелка или заполнения пор вареным маслом, когда это требуется при производстве воздушных шаров.

Бисквитный фарфор, пористые перегородки для гальванических батарей, алькаррасы или охладители воды — все это примеры одного и того же принципа.

Высказываясь весьма одобрительно о благородных трудах многих джентльменов (начиная с мистера Герни), которые установили «питьевые фонтанчики» в пыльной атмосфере и на людных улицах Лондона, не следует забывать, что благочестивые мусульмане в прошлые времена уже подали нам пример в этом отношении; и в лучшие дни многих мавританских городов измученный жаждой горожанин всегда мог освежиться глотком прохладной воды из пористых бутылок, предоставленных и обеспеченных средствами благотворительных мусульман и расставленных на общественных улицах.

Fig 85.

Мавританская ниша и пористая глиняная бутылка с водой.

ГЛАВА IX.

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ.

Fig. 86. Кристаллы снега.

Уже было сказано, что сила сцепления связывает подобные частицы веществ вместе, будь они аморфными или бесформенными, кристаллическими или имеющими правильную симметричную и математическую фигуру. Термин «кристалл» первоначально применялся древними к кремнезему в форме того, что обычно называют горным хрусталем или бразильским галькой; и они полагали, что это вода, затвердевшая от необычайной интенсивности холода и не поддающаяся оттаиванию при обычном или летнем тепле. Действительно, эта идея древних была воплощена (в определенной степени) в виде искусственного льда, полученного путем кристаллизации больших количеств сульфата натрия, который делали как можно более плоским и на котором приглашали кататься на коньках, выписывая «восьмерку», за обычную плату за вход, составлявшую двенадцать пенсов. Кристалл в настоящее время определяется как неорганическое тело, которое в результате действия сродства приняло форму правильного твердого тела, ограниченного определенным количеством граней или гладких поверхностей.

Тысячи минералов обнаруживаются в кристаллическом состоянии — например, кубы железного колчедана (сульфид железа) и плавикового шпата (фторид кальция), в то время как многочисленные солеобразные тела, называемые солями, продаются только в форме кристаллов. Из этих солей у нас есть отличные примеры в виде английской соли (сульфат магния), селитры (нитрат калия), квасцов (сульфат алюминия) и поташа; термин «соль» применяется специально ко всем веществам, состоящим из кислоты и основания, а также к другим комбинациям элементов, которые могут принимать или не принимать кристаллическую форму. Так, селитра состоит из азотной кислоты и поташа; первая, даже в сильном разведении, быстро меняет цвет бумаги, смоченной в настойке лакмуса и окрашенной в синий цвет, на красный, в то время как поташ проявляет свою щелочную природу, меняя цвет бумаги, окрашенной в желтый цвет настойкой куркумы, на красно-коричневый. Последняя бумага восстанавливает свой первоначальный желтый цвет при погружении в разбавленную азотную кислоту, в то время как лакмусовая бумага вновь обретает свой нежный синий цвет при помещении в щелочной раствор. Кислота и щелочь соединяются и образуют нейтральную соль, такую как селитра, которая не оказывает никакого действия на лакмус или куркуму; в то время как элемент йод, который не является кислотой, соединяется с металлическим элементом калием, который, следовательно, не является щелочью, и образует соль, кристаллизующуюся в кубы, называемую йодидом калия. Опять же, тростниковый сахар, состоящий из углерода, кислорода и водорода, кристаллизуется в твердые прозрачные четырехгранные и неправильные шестигранные призмы, но солью не называется. Кремнезем или песок встречается в природе в виде наиболее совершенных кристаллов в форме шестигранных пирамид, но солью не является; это кислота, называемая кремниевой кислотой. Песок не имеет кислого вкуса, потому что он нерастворим в воде, но при плавлении в тигле со щелочью, такой как поташ, он образует соль, называемую силикатом калия. Магнезия, будучи нерастворимой или почти нерастворимой в воде, почти безвкусна и едва имеет щелочную реакцию, однако она является очень сильным щелочным основанием; 20,7 частей ее нейтрализуют столько же серной кислоты, сколько 47 частей поташа. Соль не всегда является кристаллизующимся веществом, и наоборот. Прогресс наших химических знаний потребовал более широкого распространения и применения термина «соль», и теперь он не ограничивается только комбинацией кислоты и щелочи, но присваивается даже соединениям, состоящим только из серы и металла, которые называются серными солями.

Точно так же в комбинациях хлора, йода, брома и фтора с металлическими телами, ни одно из которых не является кислотным или щелочным, Берцелиус применил термин «галоидные соли» от греческого (als — морская соль и eidos — форма), потому что они аналогичны по строению морской соли; и упоминание морской соли снова напоминает нам о широком значении термина «соль», первоначально ограниченного этим веществом, но теперь расширенного до четырех великих порядков, как определил Тернер:

Порядок I. Оксисоли. — Этот порядок не включает ни одной соли, кислота или основание которой не является окисленным телом (например, нитрат калия).

Порядок II. Гидросоли. — Этот порядок не включает ни одной соли, кислота или основание которой не содержит водорода (например, хлорид аммония).

Порядок III. Серные соли. — Этот порядок не включает ни одной соли, электроположительный или отрицательный ингредиент которой не является сульфидом (например, гидросульфид калия).

Порядок IV. Галоидные соли. — Этот порядок не включает ни одной соли, электроположительный или отрицательный ингредиент которой не является галоидным. (Примеры: йодид калия и морская соль). Чтобы еще лучше закрепить понятие соли в юном уме, следует помнить, что алебастр, из которого создаются произведения искусства, или мрамор, или известняк, или мел — все это соли, потому что они состоят из кислоты и основания.

Чтобы заставить вещество кристаллизоваться, сначала необходимо наделить частицы свободой движения. Существует много способов сделать это химически или путем применения тепла, но мы не можем никаким механическим процессом концентрации, сжатия или деления заставить вещество кристаллизоваться, если не считать, пожалуй, того замечательного превращения ковкого или волокнистого железа в кристаллическое или хрупкое железо при постоянной вибрации, как в осях кареты, или при прикреплении куска волокнистого железа к молоту.

Если мы измельчим кристаллы квасцов, они больше не примут свою кристаллическую форму; при соприкосновении нет свободы движения. Это похоже на помещение нескольких капель ртути на тарелку. У них нет силы создавать движение; их инерция удерживает их на определенных расстояниях, и они не сливаются; но наклоните тарелку, придайте им движение и приведите их в контакт, они вскоре соединятся и образуют одну каплю. Частицы квасцов не находятся в тесном контакте, и у них нет свободы движения, если они не растворены в воде, когда они становятся невидимыми; вода своей химической силой разрушает механическую агрегацию твердых квасцов гораздо сильнее, чем любая операция растирания. Твердые квасцы стали жидкими, как вода; частицы теперь свободны двигаться без препятствий со стороны трения. Получается раствор (от латинского solvo — развязывать). Квасцы действительно должны быть измельчены до мельчайших частиц, так как они одинаково невидимы для глаза, независимо от того, используется микроскоп или нет. Никакой покой не заставит квасцы разделиться; растворяющая сила воды противостоит гравитации; каждая часть раствора одинаково пропитана квасцами, и частицы распределены на равных расстояниях по воде; тяжелые квасцы фактически поднимаются против силы тяжести водой.

Как же тогда вернуть квасцы в твердое состояние? Ответ достаточно прост. Путем испарения избытка воды, либо применением тепла, либо длительным воздействием атмосферы в очень мелком сосуде, мельчайшие атомы квасцов сближаются, и происходит кристаллизация. Переход в твердое состояние обозначается образованием тонкой пленки (называемой пелликулой) кристаллов и далее, еще более удовлетворительно, доказывается взятием капли раствора и помещением ее на кусочек стекла, который быстро заполняется кристаллами, если испарение было доведено достаточно далеко (Рис. 87).

После испарения достаточного количества воды чашку отставляют в сторону и дают остыть, при этом образуются кристаллы с предельной правильностью формы, которые, согласно геометрическому термину, называются октаэдрическими или восьмигранными кристаллами, когда они находятся в состоянии предельного совершенства (Рис. 88).

Fig. 87. r r. Кольцевой штатив. s s. Спиртовые лампы. a. Колба, содержащая кипящий раствор квасцов. — Растворение. b. Воронка с кусочком хлопковой нити, набитой в дно. — Фильтрация. c. Выпарительная чашка. — Испарение. d. Капля на стекле. — Кристаллизация.

Fig. 88.

Наука кристаллография слишком сложна, чтобы обсуждать ее подробно в работе такого рода; поэтому будут объяснены только различные термины, связанные с кристаллами, и приведены эксперименты в иллюстрацию образования различных кристаллов.

Когда вершины — т. е. кончики или точки кристаллов — срезаются, говорят, что они усечены; то же самое изменение происходит на гранях многочисленных кристаллов.

Если некоторое количество соли, называемой хлоридом кальция, в сухом и аморфном состоянии подвергнуть воздействию воздуха, она вскоре поглощает воду, или, как говорят, расплывается: то же самое происходит с кристаллами карбоната калия, и если взвесить четыре унции в выпарительной чашке, а затем выставить примерно на полчаса на воздух, то с помощью весов и гирь можно заметить весьма ощутимое увеличение веса. Расплывание — термин от латинского deliqueo — таять, и это, по сути, постепенное таяние, вызванное поглощением воды из атмосферы. Обратное явление иллюстрируется на различных кристаллах, таких как глауберова соль (сульфат натрия) или обычная стиральная сода (карбонат натрия); если взять чистый прозрачный кристалл из раствора, называемого маточным щелоком, в котором он кристаллизовался, вытереть насухо и поместить под стеклянный колпак, эта соль может оставаться в течение длительного периода без изменений, но если нанести на нее одну царапину булавкой, дверь, по-видимому, открывается для выхода воды, которую она содержит, химически соединенную с солью и называемую кристаллизационной водой; белый кристалл постепенно разбухает, маленькая квази-ранка от царапины булавкой распространяется на все целое, которое становится непрозрачным и, рассыпаясь, превращается в бесформенную массу белой пыли; это изменение называется выветриванием, от effloresco — цвести, как цветок, — вызванным извлечением из них химически связанной воды атмосферой. Что касается сохранения кристаллов, профессор Гриффитс рекомендует смазывать их маслом и протирать, а затем помещать под стеклянный колпак, если они обладают расплывающимися свойствами; или, если они выветриваются, они прекрасно сохраняются под стеклянным колпаком с чашкой воды, чтобы поддерживать воздух насыщенным влагой и предотвратить высыхание кристалла.

Расплывающиеся кристаллы можно сохранить, поместив их в сухом виде в нафту или любую жидкость, в которой они совершенно нерастворимы. Некоторые соли, такие как глауберова соль, содержат так много кристаллизационной воды, что при нагревании они плавятся и растворяются в ней, и это разжижение твердого кристалла называется «водянистым плавлением». Другие соли, такие как морская соль, хлорат калия и т. д., при нагревании разлетаются на куски с резким треском, что иногда объясняется неравномерным расширением кристаллической поверхности или внезапным превращением воды (удерживаемой в кристалле капиллярным притяжением) в пар; так, селитра ведет себя подобным образом и часто удерживает воду в капиллярных трещинах, хотя это безводная соль, или соль, совершенно свободная от связанной воды. Трещащий звук называется декрепитацией и хорошо иллюстрируется бросанием горсти морской соли в чистый огонь; но это свойство уничтожается при измельчении кристаллов.

Многие вещества при плавлении и медленном охлаждении затвердевают в самые совершенные кристаллы; в этих случаях только тепло, антагонист сцепления, является растворяющей силой. Так, если расплавить висмут в тигле и при охлаждении, как раз когда на поверхности образуется пелликула (от pellis — кожа или корка), железным стержнем мгновенно проделать два маленьких отверстия и слить жидкий металл изнутри (одно из отверстий — для входа воздуха, другое — для выхода металла), то при осторожном разбивании тигля обнаруживается, что висмут кристаллизовался в прекраснейшие кубы. Серу, опять же, можно кристаллизовать в призматические кристаллы, следуя аналогичному плану; и большие блоки спермацета, выставляемые восковиками в своих окнах, кристаллизуются внутри и подготавливаются по тому же принципу.

Существуют и другие способы придания веществам кристаллического состояния — а именно, путем перевода их в состояние пара с помощью процесса, называемого сублимацией (от sublimis — высокий или возвышенный), поднятия и конденсации пара в верхней части сосуда; процесс, совершенно отличный от дистилляции, что означает разделение по каплям. Оба этих процесса очень древние и были изобретены арабскими алхимиками задолго до седьмого века. Примеры сублимации показаны при нагревании йода и особенно бензойной кислоты; с последней получается очень изящная имитация снега путем приема пара на веточки падуба или другого вечнозеленого растения, или имитации бумажных подснежников и крокусов, расставленных со вкусом под стеклянным сосудом. Бензойную кислоту следует сначала сублимировать над веточками или искусственными цветами в газовом цилиндре, который можно убрать, когда все остынет, и заменить прозрачным стеклянным колпаком. (Рис. 89.)

Fig. 89. a. Газовый цилиндр с пробкой, сначала открытой, которую нужно закрыть, когда лампа убрана. b. Деревянная подставка с отверстием для чашки c, содержащей бензойную кислоту, нагреваемую снизу спиртовой лампой, s. f. Цветы или веточки, расставленные на кусках скалы или минерала.

Все электролитические осаждения на металлах более или менее кристаллические; медь или серебро могут быть осаждены в кристаллической форме путем помещения соскобленной палочки фосфора в раствор сульфата меди или нитрата серебра. Фосфор забирает кислород у металла, или дезоксидирует раствор, и медь или серебро вновь появляются в металлической форме. Поверхность фосфора нельзя соскабливать на воздухе, только под водой, когда операция совершенно безопасна.

Своеобразная и почти мгновенная кристаллизация может быть получена путем насыщения кипящей воды глауберовой солью, которой полторы унции воды обычно растворяют около двух унций; проделав это, влейте раствор, пока он кипит, в чистые масляные колбы или флаконы любого вида, предварительно подогретые в духовке, и немедленно закупорьте их, или привяжите полоски смоченного мочевого пузыря к отверстиям колб или флаконов, или влейте в горлышко небольшое количество оливкового масла, или закройте горлышко пробкой, через которую пропущена трубка термометра. Когда холодно, кристаллизация не происходит до тех пор, пока не будет допущен атмосферный воздух; и раньше считалось, что давление воздуха осуществляет эту цель, пока кто-то не подумал о масле, и теперь теория изменена, и предполагается, что кристаллизация происходит вследствие того, что вода растворяет немного воздуха, который вызывает осаждение мельчайшего кристалла, и это, будучи поворотным моментом, приводит к тому, что все становится твердым. Как бы ни объяснялся этот факт, несомненно, что когда жидкость отказывается кристаллизоваться при доступе воздуха, затвердевание происходит сразу же, как только в сосуд бросают мельчайший кристалл сульфата натрия, или глауберовой соли.

Когда кристаллизация завершена, вся масса обычно настолько полностью затвердевает, что при переворачивании сосуда ни капли жидкости не выливается.

Можно заметить, что одна и та же масса соли будет служить для одной и той же цели любое количество раз. Все, что нужно сделать, — это поместить флакон или колбу в кастрюлю с теплой водой и постепенно довести до точки кипения, пока соль полностью не разжижится, после чего сосуд должен быть закупорен и защищен от воздуха, как и прежде. Когда происходит затвердевание, выделяется много тепла, что становится очевидным с помощью термометра или путем вставки медной проволоки в пастообразную массу кристалла во флаконе, а затем прикосновения к чрезвычайно тонкой стружке или кусочку фосфора, высушенному и помещенному на хлопковую вату. Затвердевание во всех случаях вызывает тепло. Разжижение вызывает холод.

Fig. 90. a. Внутренний цилиндр, содержащий охлаждающую смесь. b b. Внешний, содержащий родниковую воду. c c. Лед, соскальзывающий с внутреннего цилиндра.

В аппарате для замораживания Мастерса определенные отмеренные количества кристаллического нашатыря, селитры и нитрата аммония помещаются в металлический цилиндр, окруженный небольшим количеством родниковой воды, содержащейся во внешнем сосуде. Как только кристаллы разжижаются при добавлении воды, создается сильный холод, который замораживает воду и образует точный слепок внутреннего цилиндра изо льда, и это впоследствии может быть удалено путем сливания разжиженных солей и заполнения внутреннего цилиндра водой той же температуры, что и воздух, которая быстро оттаивает окружающий лед и позволяет ему соскользнуть в любой удобный сосуд, готовый его принять. (Рис. 90.)

Изобретательным методом получения крупных и совершенных кристаллов почти любого размера экспериментаторы обязаны Леблану. Его метод состоит в том, чтобы сначала получить мелкие и совершенные кристаллы — скажем, октаэдры квасцов — а затем, поместив их в широкую плоскодонную чашу, он заливает кристаллы количеством насыщенного раствора квасцов, полученного путем выпаривания раствора квасцов до тех пор, пока взятая капля не кристаллизуется при охлаждении. Положения кристаллов меняются не реже одного раза в день стеклянной палочкой, чтобы все грани могли попеременно подвергаться воздействию раствора, ибо сторона, на которой кристалл лежит или соприкасается с сосудом, никогда не получает никакого приращения. Кристаллы будут таким образом постепенно расти или увеличиваться в размерах, и когда они проделают это в течение некоторого времени, лучшие и наиболее симметричные можно вынуть и поместить отдельно в сосуды, содержащие немного того же насыщенного раствора квасцов, и при постоянном переворачивании их можно получить почти любого желаемого размера.

Если кристаллы не переносить в свежие растворы, происходит реакция вследствие истощения квасцов из воды, и кристалл подвергается атаке и растворению. Это действие сначала заметно на краях и углах кристалла; они притупляются и постепенно теряют свою форму вовсе. Этим методом кристаллы можно заставить расти в длину или ширину — первое, когда они помещаются на свои бока, второе, если их заставить стоять на своих основаниях.

По принципу Леблана делаются красивые кристаллические корзинки из квасцов, сульфата меди и бихромата калия. Корзинки обычно делаются из покрытой медной проволоки, и когда соли кристаллизуются на них как на ядре или центре, их постоянно переносят в свежие растворы, так что все полностью покрывается, и образуются красные, белые и синие сверкающие кристаллические корзинки. Они сохранят свой блеск в любое время, если поместить их под стеклянный колпак с чашкой, содержащей немного воды.

Приведенный ниже эскиз дает отличную иллюстрацию некоторых замечательных природных конкреций в своеобразной столбчатой структуре базальта.

Fig. 91. Дорога гигантов.

ГЛАВА X.

ХИМИЯ.

Fig 92 Алхимики за работой

Едва ли существует какой-либо вид знаний, который приобретался бы так медленно, как химия, и, возможно, никакая другая наука не предлагала таких захватывающих наград трудам своих приверженцев, как философский камень, который должен был производить неисчерпаемый запас золота; или эликсир жизни, который должен был дать открывателю искусства изготовления золота время, продленную жизнь, в которой он мог бы тратить его и наслаждаться им.

Сотни лет назад Египет был великим хранилищем всех знаний, искусств и наук, и именно в эту древнюю страну путешествовали самые знаменитые мудрецы античности.

Гермес, или Меркурий Трисмегист, любимый министр египетского царя Осириса, прославился как изобретатель искусства алхимии, а первый трактат о нем приписывается Зосиму из Хемниса или Панополя. Мавры, завоевавшие Испанию, отличались своей образованностью, а также вкусом и изяществом, с которыми они проектировали и осуществляли новый стиль архитектуры с его прекрасным арабесковым орнаментом. Они также были великими последователями искусства алхимии, когда перестали быть завоевателями и примирились с искусствами мира. Странно, что такой народ, жаждавший в последующие годы всяческих знаний, должен был уничтожить в лице своих предков самую многочисленную коллекцию книг, которую когда-либо видел мир: великолепная Александрийская библиотека, собранная Птолемеями с большим усердием и за огромные деньги, была сожжена по приказу халифа Омара; в то время как утверждается, что алхимические труды были ранее уничтожены Диоклетианом в четвертом веке, чтобы египтяне не приобрели такими средствами достаточного богатства, чтобы противостоять римской власти, ибо золото было тогда, как и сейчас, «нервами войны».

Восточные историки рассказывают о трудностях и расходах, понесенных последующими халифами, которые, отказавшись от сарацинского варварства своих предков, были рады собрать со всех частей книги, которые должны были составить княжескую библиотеку в Багдаде. Как вздыхает ученый, когда читает о семистах тысячах книг, обреченных на позорную должность отопления сорока тысяч бань в столице Египта, и о великолепной Александрийской библиотеке, ментальном топливе для светильника знаний во все века, потребленном в банных печах и дававшем топливо на шесть месяцев для этой цели. Арабы, однако, искупили эти варварские деяния в последующие века, и когда вся Европа была опустошена под железным правлением готов, они стали защитниками философии и покровителями ее занятий; и таким образом мы подходим к седьмому веку, в котором жил Гебер, арабский принц, и который считается самым ранним из истинных алхимиков, чье имя дошло до потомства.

Не пытаясь заполнить алхимическую историю промежуточных веков, мы перепрыгиваем на шестьсот лет вперед и теперь находим себя в воображении в Англии, с ученым монахом Роджером Бэконом, уроженцем Сомерсетшира, который жил около середины тринадцатого века; и хотя постоянное изучение алхимии еще не принесло «камня», оно принесло плоды в других открытиях, и Роджер Бэкон, как говорят, с большой долей правды, открыл порох, ибо он говорит в одном из своих трудов: — «Из селитры и других ингредиентов мы можем создать огонь, который будет гореть на любом расстоянии»; и снова, намекая на его эффекты, «небольшая часть материи, размером с большой палец, правильно расположенная, произведет потрясающий звук и сверкание, которыми могут быть уничтожены города и армии». Преувеличенный стиль, по-видимому, был любимым у всех философов, от времен Роджера Бэкона до времен Мушенбрука из Лейденского университета, который случайно открыл лейденскую банку в 1746 году и, получив первый удар от флакона, содержащего немного воды, в который были вставлены пробка и гвоздь, заявляет, что «он почувствовал себя пораженным в руки, плечи и грудь, так что потерял дыхание и два дня приходил в себя от последствий удара и ужаса»; добавляя, что «он не принял бы второго удара за королевство Франция». Не обращая внимания на многочисленные алхимические события, происходившие со времен Роджера Бэкона, мы снова продвигаемся на четыреста лет — а именно, к 1662 году, когда 15 июля король Карл II даровал королевскую хартию Философскому обществу Оксфорда, которое переехало в Лондон под названием Королевского общества Лондона по развитию естественных знаний, и в 1665 году был опубликован первый номер «Философских трудов»; эта работа содержит последовательные открытия Мэйо, Хейлса, Блэка, Лесли, Кавендиша, Лавуазье, Пристли, Дэви, Фарадея; и с 1762 года регулярно публикуется со скоростью один том в год. С этим предисловием приступим теперь к обсуждению некоторых разнообразных явлений химического притяжения, или того, что более правильно называется

ХИМИЧЕСКОЕ СРОДСТВО.

Вышеуказанный заголовок относится к бесконечной серии изменений, вызванных химическими комбинациями, все из которых могут быть сведены к определенным фиксированным законам и допускают простую классификацию и упорядочение. Механическую агрегацию, однако, как бы хорошо она ни была организована, всегда можно отличить от химической. Так, зерно пороха состоит из селитры, которую можно смыть кипящей водой, из серы, которую можно сублимировать и заставить улетучиться в виде пара, из древесного угля, который остается после завершения предыдущих процессов; эта смесь была доведена до совершенства тщательной пропорцией соответствующих ингредиентов, она была смочена, измельчена, спрессована, гранулирована и, наконец, высушена; все эти механические процессы были выполнены настолько хорошо, что каждое зерно, если его проанализировать, было бы похоже на другое; и все же это, в конце концов, только механическая агрегация, потому что сера, древесный уголь и селитра остаются неизменными. Зерно пороха, смоченное, раздавленное и исследованное под сильным микроскопом, показало бы желтые частицы серы, черные частицы древесного угля, в то время как вода, отфильтрованная из зерна пороха и высушенная, показала бы селитру по форме кристалла. С другой стороны, если немного селитры расплавить при тусклом красном калении в маленьком тигле и добавить две или три крупинки серы, они быстро окисляются и соединяются с поташем, образуя сульфат калия; и после этого изменения можно добавить несколько крупинок древесного угля аналогичным образом, когда они ярко горят, окисляются и превращаются в углекислоту, которая также соединяется подобным образом с поташем, образуя карбонат калия; так что когда расплавленная селитра остывает и несколько частиц исследуются под микроскопом, древесный уголь и сера уже неразличимы, они подверглись химической комбинации с частями селитры и произвели две новые соли, совершенно отличные по вкусу, весу и внешнему виду от исходных веществ, использованных для их получения. Следовательно, химическая комбинация определяется как «то свойство, которым обладает одно или несколько веществ, соединяться вместе и производить третье или иное тело, совершенно отличное по своей природе от любого из двух или более, порождающих новое соединение».

Вернемся к нашему первому эксперименту с порохом: возьмите серу, поместите немного в железный ковш, нагрейте над газовым пламенем, пока она не загорится, затем поднимитесь по лестнице и осторожно вылейте ее с наибольшей высоты, которой можете достичь, в ведро с теплой водой: если этот эксперимент проводится в затемненной комнате, получается великолепный и непрерывный поток огня синего цвета, без единого разрыва по всей его длине, при условии, что ковш постепенно наклоняется и опорожняется. Вещество, которое падает в теплую воду, больше не желтое и твердое, а красное, мягкое и пластичное; это все еще сера, хотя она приняла новую форму, потому что этот элемент диморфен (dis — дважды и morphe — форма) и, подобно Протею, может принимать две формы. Возьмите другой ковш и расплавьте немного селитры при тусклом красном калении, затем добавьте небольшое количество серы, которая будет гореть, как и прежде; и теперь, подождав несколько минут, повторите тот же эксперимент, выливая жидкость со ступенек через воздух в воду; заметьте, она больше не пылает, и вещество, полученное в воде, не красное, мягкое и пластичное, а белое или почти белое и быстро растворяется в воде. Сера соединилась с кислородом селитры и образовала серную кислоту, которая соединяется с поташем и образует сульфат калия; здесь, значит, кислород, сера и калий соединились и образовали соль, в которой отдельные свойства трех тел полностью исчезли; чтобы доказать это, достаточно растворить сульфат калия в воде, и после фильтрации раствора или предоставления ему возможности отстояться, пока он не станет совершенно прозрачным и ярким, можно добавить немного раствора бариты, когда выпадает белый осадок, состоящий из сульфата бария, который нерастворим в азотной или других сильных кислотах. Поведение раствора сульфата калия с нитратом бария теперь можно противопоставить поведению элементов, которые он содержит; при добавлении серы к раствору нитрата бария не происходит никаких изменений, потому что сера совершенно нерастворима. Если поток газообразного кислорода пропускается из мочевого пузыря и через сопло через тот же тест, никакого эффекта не производится; нитрат бария уже приобрел свою полную пропорцию кислорода, и никакое дальнейшее добавление не имеет никакой силы изменить его природу; наконец, если кусочек металла калия поместить в раствор нитрата бария, он не тонет, будучи легче воды, и загорается; но это никоим образом не связано с присутствием теста, так как то же самое произойдет, если другой кусочек металла поместить в воду — именно кислород последней быстро соединяется с калием и заставляет его стать настолько горячим, что водород, выходящий вокруг маленьких раскаленных докрасна капель, загорается; более того, факт горения калия при таких обстоятельствах является еще одним поразительным доказательством противоположных качеств трех элементов — серы, кислорода и калия — по сравнению с тремя химически соединенными и образующими сульфат калия. Тот же вид эксперимента можно повторить с древесным углем; если немного порошкообразного древесного угля раскалить докрасна, а затем вдуть в воздух с помощью воздуходувной машины, образуется множество искр, и древесный уголь сгорает, образуя газ углекислоту, при этом остается немного золы; но если нагреть еще немного селитры в ковше и добавить древесный уголь, происходит блестящая дефлаграция (deflagro — гореть), и древесный уголь, вместо того чтобы улетучиться в воздух в виде углекислоты, теперь удерживается в той же форме, но прочно и химически соединен с поташем селитры, образуя карбонат калия, или поташ, который не черный и нерастворимый в воде и кислотах, как древесный уголь, а белый, и не только растворим в воде, но и наиболее быстро атакуется кислотами с шипением, и углерод выходит в виде газа углекислоты. Таким образом, мы проследили различие между механической агрегацией и химическим сродством, взяв в качестве примера разницу между порохом в целом (в котором ингредиенты сбалансированы настолько тонко, что это почти химическая комбинация) и его составляющими — серой, древесным углем и селитрой, когда они химически соединены; или, говоря короче, мы заметили разницу между механической смесью и некоторыми химическими комбинациями трех важных элементов. Наше очень поверхностное и частичное исследование трех простых тел, однако, не дает нам глубокого понимания принципов химии; мы, так сказать, только освоили значение нескольких слов на языке; мы могли бы знать, что chien — это по-французски собака, или cheval — лошадь, или homme — человек; но это знание не было бы приобретением французского языка, потому что мы должны сначала знать алфавит, а затем комбинацию этих букв в слова; мы также должны приобрести знание правильного расположения этих слов в предложениях, или грамматику, как синтаксис, так и просодию, прежде чем мы сможем претендовать на звание французского ученого: так обстоит дело и с химией — любое количество изолированных экспериментов с различными химическими веществами было бы сравнительно бесполезным, и поэтому «алфавит химии», или «таблица простых элементов», должен быть сначала усвоен. Эти тела понимаются как твердые вещества, жидкости и газы, которые до сих пор бросали вызов самым сложным средствам, применяемым для сведения их к более чем одному виду материи. Даже чистый свет разделим на семь частей — а именно: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый; но элементы, которые мы сейчас перечислим, не являются сложными, а, насколько нам известно, абсолютно простой или единичной природы; они представляют границы, а не окончательность знаний, которые могут быть получены относительно них.

Элементов насчитывается шестьдесят четыре, из которых около сорока являются довольно распространенными, а значит, обычными; остальные же двадцать четыре встречаются редко и по этой причине менее полезны. Когда природа использует элемент в широком масштабе, его, безусловно, можно назвать обычным, но он, как правило, служит общему благу и выполняет важнейшие функции.