ЮСТУС ЛИБИХ
(1803-1873)
Введение.
Юстус Либих родился в стране, которая дала миру огромное количество известных химиков в Германии и в этом была и его заслуга. В начале девятнадцатого века химия еще не была полностью оформившейся наукой, было много ложных теорий, ее обучение еще не было оформлено окончательно. В те времена шутили, что химик не может прокормить себя, но времена менялись и производство уже начало требовать новые сорта сталей, красители, удобрения, и поэтому химия начала развиваться. В это время становления практической химии и жил Либих. Он внес большой вклад в агрохимию, химию сплавов, взрывчатых веществ. А как это было, мы рассмотрим ниже.
Жизненный путь Юстуса Либиха.
Однажды я решил посетить кафедральный собор Дармштадта и отправился туда в надежде еще раз полюбоваться огромными готическими линиями этого величественного храма. Когда я вошел в него, мое внимание привлек массивный книжный шкаф у одного из боковых алтарей. Меня заинтересовали книги, и я попросил разрешения посмотреть их. Это были старые церковные регистрационные Записи. Я взял в руки толстый том в черном муаровом переплете. На меня повеяло запахом плесени. Пролистав пожелтевшие от времени страницы, я с трудом прочитал – буквы почти уже стерлись – приписку, сделанную, видимо, позднее: «...В лето 1803 у Георга Либиха и Марии Каролины Мозерин родился сын, которого родители нарекли Юстусом. Это второе дитя счастливой семье известного аптекаря Георга Либиха». Ниже я прочитал еще одну запись:
«Умер в лето 1873 в Мюнхене, будучи известным, всему миру химиком».
Мысленно я перенесся в тесный переулок Дармштадта, где уже издалека можно было заметить вывеску «Аптека Георга Либиха». В этой аптеке Юстус фон Либих впервые познакомился с чудесной наукой химией, ставшей его судьбой, его призванием, смыслом всей его жизни. Аптека Георга Либиха занимала несколько больших помещений в здании на нервом этаже, но самым любимым местом Юстуса была маленькая пристройка, которую все называли кухней. Обычно лекарства изготовляли в самой аптеке, а «кухню» использовали лишь в крайних случаях, когда приходилось готовить особенно сложный лечебный экстракт или перегонять какую-либо жидкость. Здесь впервые Юстус познакомился с «таинствами» волновавшей его воображение химии.
Несмотря на научные открытия ученых Франции, Англии Швеции и других стран, химию все еще причисляли к «колдовским» наукам, а того, «то занимался химией, нередко еще называли колдуном или дьяволом. Юстус был далек от этих (предрассудков, мальчик знал, что химия – это не колдовское искусство: ведь благодаря ей, люди сумели создать много полезных вещей. Он часто заходил к соседям – в семью Эйснер, они занимались варкой мыла. Господин Эйснер, конечно, не отличался глубокими познаниями, но зато он абсолютно точно знал, сколько жира, щелочи и воды надо смешать, сколько времени кипятить и когда добавить поваренную соль, чтобы получить хорошее, твердое и белое мыло.
Иногда Юстус целые дни проводил в красильне господина Бауэра или в кожевенной мастерской Шиндлера. Он видел там на практике, что химия открывает двери новым производствам, которые делают жизнь человека намного проще и удобнее.
Химия дает и очень интересные знания. Это Юстус усвоил по опыту, в аптеке отца. Часто, помогая ему, Юстус проверял различные рецептуры. Он открывал толстые книги и с усердием вычитывал описания. Однажды он не нашел необходимой рецептуры, и отец послал его в дворцовую библиотеку великого герцога.
Библиотекарь Гесс очень любезно встретил, его и, как всем детям, подарил богато иллюстрированную книгу сказок.
Спасибо, господин Гесс. Но мне бы хотелось взять у Вас несколько книг по химии, – взволнованно оказал мальчик.
Химические книги? Тогда наверняка мы с тобой станем друзьями. Я тоже люблю читать химические книги. Иди за мной. – И библиотекарь повел Юстуса вдоль стеллажей. – Вот здесь все химия, — сказал он, указав на один из стеллажей, и довольно улыбнулся.
Юстус осторожно взял толстый, в кожаном переплете том.
— «Триумфальная колесница антимония» Василия Валентина. Можно мне взять ее?
– Конечно. Вот здесь 32 тома «Химического словаря» Мазера. В библиотеке есть еще много книг – и «Флогистонная химия» Шталя, и сочинения Кавендиша, и научные заметки из журналов Гёттингена и Гелена.
С того времени Юстус стал постоянным читателем дворцовой библиотеки. Он брал книги по химии в том порядке, как они стояли на полках. Из этих книг мальчик узнал много нового, но все это утопало в океане гипотез и философских теорий, в которых Юстусу очень трудно было еще разобраться.
Вынужденный самостоятельно докапываться до истины, мальчик с детских лет создал свой метод восприятия вещей. Для него имело смысл только то, что можно было воспроизвести в лаборатории, увидеть своими глазами и изучить. Чтобы не утонуть в болоте мистики, Юстус твердо придерживался опытных данных, полученных им в аптекарской «кухне». Он пытался проверить на практике все прочитанное им в книгах.
Это неодолимое стремление Юстуса к истине, к знаниям с детских лет приучило его тщательно проводить химические опыты, внимательно наблюдать происходящие при этом процессы, не упуская из виду даже самые мельчайшие подробности.
Но чем прилежнее и углубленнее работал Юстус в аптекарской «кухне», тем небрежнее и поверхностнее занимался он в школе. Мальчик никак не мог понять, зачем ему нужны какие-то сухие формулы, склонения и спряжения латинского и греческого языков. Учителя часто жаловались на его нерадивость.
Юстус продолжал проводить опыты в аптеке отца. Особенно любил он работать с взрывчатыми смесями. Он научился у одного «химика», продававшего на ярмарках волшебные эликсиры, делать гремучие капсюли и даже сконструировал специальный прибор, чтобы прессовать их. Очень скоро об аптеке Георга Либиха уже знали все, мальчишки в Дармштадте: они покушали у Юстуса «бомбочки», которые помогали, в конечном счете, его отцу содержать многочисленную семью.
Иногда тайком от учителей Юстус приносил взрывчатые смеси в класс. На переменах его школьные друзья устраивали во дворе настоящие стрельбища.
Но однажды во время урока, когда учитель старательно выводил очередное правило, в классе раздался страшный взрыв. Учитель, обернувшись, на мгновение опешил, а затем пулей ринулся в кабинет директора, но директор и сам слышал. Встревоженные взрывом учителя и учащиеся выбежали в коридоры.
Директор исключил Юстуса Либиха из школы.
Либих после этого пошел учеником аптекаря. В аптеке в Тепленгейме Юстус зарекомендовал себя способным и трудолюбивым помощником. Господин Пирш оказывал ему полное доверие и часто позволял работать самостоятельно.
После трудового дня Либих поднимался в отведенную ему аптекарем мансарду, где на старом деревянном столе Юстус расставлял склянки с химикатами. Он изготовлял из них разнообразные взрывчатые смеси. Увлеченный опытами, он нередко задерживался в мансарде почти до полуночи.
Однажды, готовя разнообразные сочетания химикатов, Юстус получил вещество, обладающее свойствами кислоты, серебряные и ртутные соли которой взрывались.
«Если из них изготовить капсюли, они будут стоить очень доpoгo, — подумал начинающий химик. Приготовлю этого вещества побольше и отдам отцу».
Через несколько дней он получил новое вещество. Не имея специальной посуды, Юстус собрал его в пустую гильзу от старой гранаты и поставил в угол, недалеко от камина. Гильзу он ничем не прикрыл, и влажное вещество вскоре высохло. Молодой химик не знал еще, что это вещество в сухом состоянии может взорваться даже от самого легкого прикосновения. А уже через несколько недель ему воочию пришлось убедиться в этом.
Юстус собирал прибор для нового опыта. Взвесив ингредиенты еще накануне, он высыпал кристаллы в ступку и стал, растирать их тяжелым пестиком. Когда вещества превратились в порошок, Юстус положил пестик на стол, но тот покатился и упал на гильзу с взрывчаткой. Сильный грохот сотряс весь дом...
Юстус открыл глаза и понял, что лежит у противоположной стены, засыпанный обвалившимся кирпичом и штукатуркой. Вместо крыши над головой зияло темное небо, усыпанное звездами. Дрожащий от испуга хозяин не решался подняться на чердак: за первым мог последовать и второй взрыв.
К счастью, Юстус остался цел и невредим: ударная волна снесла крышу и только. Юстус был глубоко опечален происшедшим, однако Пирш не простил его, и юноше пришлось вернуться в Дармштадт.
Отец, узнав о случившемся, встретил его неодобрительно, но в душе был рад, что его любимый Юстус опять рядом. Он уважал сына за его великолепные познания в химии и часто прибегал к его советам. Аптека Георга Либиха с приездом Юстуса стала приносить и больший доход. Однако денег на содержание большой семьи все же по-прежнему не хватало.
Озабоченный будущим сына, аптекарь Георг Либих послал, однако, Юстуса в Боннский университет, где в то время преподавал профессор Шеллинг, считавший, что основой всех учебных занятий должна стать философия. Лекции по химии читал в университете профессор Карл Кастнер, пребывавший; под сильным влиянием Шеллинга.
Несмотря на философский уклон преподавания, систематические занятия благотворно влияли на становление будущего ученого, а пока что студента Юстуса Либиха. В начале второго семестра профессор Кастнер переехал в Эрланген и Либих последовал за ним. Кастнер, однако, не проявлял интереса к экспериментальной работе. А для Либиха это составляло смысл всей научной деятельности. Расхождение во взглядах ученика и учителя, помешало их дальнейшему сотрудничеству.
Способности Либиха были замечены другими профессорами, которые посоветовали Кастнеру разрешить работать молодому человеку в его лаборатории. Юстусу предоставлялась теперь возможность приступить к настоящей исследовательской работе, и он продолжил опыты по установлению состава гремучей кислоты.
Либих с увлечением, серьезно и углубленно трудился в лаборатории. Однако нрав у него был веселый, и он всегда был душой любой студенческой компании.
В то время студенты объединялись в группы – так называемые корпорации. У каждой корпорации была специальная форма и свое руководство. Члены отдельных корпораций враждовали между собой, и, если им приходилось сидеть за одним столом в аудитории, они делали вид что не замечают друг друга.
Юстус нередко сидел с Христианом Фридрихом Шёнбейном, но они никогда не беседовали между собой, потому что зеленая куртка Либиха и черное пальто Шёнбейна недвусмысленно говорили о том, что они принадлежат к двум враждующим корпорациям. Но оба они любили химию. И если Шёнбейн жил скромно и незаметно, то Либих слыл зачинщиком самых веселых студенческих сборищ. Он сдружился в то время с Платеном –поэту пришелся по нраву неуемный характер будущего ученого. А Либих в свою очередь наслаждался, читая любовные сонеты Шатена.
Однажды, это было весной 1822 года, Платен, вошел в комнату Либиха я взволнованно сказал:
Ты должен немедленно покинуть Эрланген!
А в чем дело?
Издан указ об аресте студентов – членов тайных студенческих обществ.
Либих уехал в Дармштадт. После обыска на его квартире в Эрлангене и судебного процесса, возбужденного университетскими властями, о возвращении в Эрланген нечего было и думать. «Надо немедленно что-то предпринять – думал Юстус, – куда-то уезжать, но куда? Быть может, отправиться в Стокгольм или в Париж?».
На помощь отца рассчитывать не приходилось. Георг Либих с трудом мог прокормить своих восьмерых детей, поэтому Юстус обратился с просьбой к великому герцогу назначить ему скромную стипендию и разрешить заниматься в Париже. Секретарь герцога знал Либиха еще по дворцовой библиотеке и помог ему получить благосклонный ответ: Письменная рекомендация профессора Кастнера оказалась также весьма полезной. Осенью 1822 года Юстус выехал, наконец, в Париж.
В то время в Париже работали Гей-Люссак, Тенар, Дюлонг, Шеврель. И Либих впервые окунулся в настоящую химию. Лекции, которые он слушал, не были простым набором знаний, связанных интуитивными предположениями. Это была стройная система передачи знаний, обращенная в будущее. Кроме посещения лекций, в Париже у Либиха появились большие возможности и для экспериментаторской деятельности.
Он продолжал изучение свойств гремучей кислоты, но уже под руководством Гей-Люссака. Эта кислота, отличающаяся от цианистоводородной только тем, что содержит кислород, была чрезвычайно взрывоопасна. Особенно сильно взрывались ее ртутная и серебряная соли. Он познал это на собственном горьком опыте. Несмотря на большую опасность работы с этими солями, Либиху удалось проанализировать их и установить точный состав, а также изучить свойства и возможности получения этих веществ. Гей-Люссак был вполне удовлетворен работой молодого немецкого ученого и 28 июля 1823 года доложил результаты исследования во Французской Академии наук.
В перерыве между заседаниями Александр фон Гумбольдт обратился к Либиху:
Ваши исследования интересны не, только сами по себе. Важно другое. В них чувствуется талант отличного экспериментатора. Вы преуспеете в химии, если будете много работать. Постарайтесь впитать все полезное, что может дать такой непревзойденный ученый, как Гей-Люссак. Где вы проводили свои исследования?
В лаборатории Сорбонны, там обычно работают все студенты, – ответил Либих.
Этого не достаточно. Вам надо поработать в личной лаборатории Гей-Люссака. А быть может, в Аркёйе.
Я могу только мечтать о таком счастье, – сказал Либих.
По просьбе Гумбольдта Гей-Люссак принял Либиха в свою лабораторию в качестве ассистента и предоставил ему возможность полностью закончить начатое исследование. Это короткое – в течение одной зимы – сотрудничество позволило установить окончательную формулу гремучей кислоты, а молодому начинающему исследователю Либиху дало богатый опыт и знания.
Весной 1824 года Либих возвратился в Дармштадт и представил правительству рекомендации Гей-Люссака и Александра Гумбольдта. Положительные отзывы ученых о работе Либиха возымели силу, и тисенское руководство назначило 21-летнего Либиха экстраординарным профессором химии, не запрашивая мнения Академического совета университета в Гиссене.
Наступил новый период в жизни Юстуса Либиха. Его мечта осуществилась. Он стал химиком. Теперь он должен помочь своими лекциями и другим молодым людям освоить науку. Однако каким образом становятся химиками? Для этого еще не выработаны правила. Идти извилистым, тернистым путем, каким он сам прошел за эти годы? Нет, необходимо создать новую систему – разумную, дающую возможность студентам-химикам приобрести необходимые знания.
Либих намеревался взять за образец курсы лекций, которые он слушал в Париже, но они не вполне удовлетворили его. Кроме того, химик становится химиком только в лаборатории. Там он делает свои открытия...
Программа, составленная Либихом, положила начало современной, не знакомой до той поры системе обучения.
Назначенный профессором без согласия Академического совета, Юстус Либих не рассчитывал на его поддержку: доклады, посланные правительству, по прежнему оставались без ответа.
Видимо, придется начать строительство лаборатории
своими силами, – оказал Либих.
Достойное похвалы решение, коллега, но по карману ли вам это? – заметил Циммерман, ординарный профессор химии в университете Гиссена.
Думаю, что правительство рано или поздно поддержит мое предложение. Если уж мы взялись учить студентов, нужно создать для этого хотя бы элементарные условия.
Либих начал строительство лаборатории, потратив на это 800 гульденов своих сбережений. Вскоре правительство отпустило дополнительные средства, и темп строительства ускорился. Наступили дни, полные радости и дерзаний. Наконец-то его мечты сбылись!
Счастье молодого ученого разделяла и Генриетта Мольденхауэр. Ей нравились галантные манеры молодого, черноволосого профессора Либиха, его веселый характер и целеустремленная натура. С нескрываемой радостью согласилась она вскоре стать его женой. Свадьбу решили сыграть в мае 1826 года.
Обаятельность Либиха помогла ему снискать симпатии университетской профессуры, они поддержали его предложения по усовершенствованию системы образования.
Заняв на кафедре место умершего Циммермана, Либих стал ординарным профессором. А вскоре друзья отпраздновали его свадьбу с Генриеттой. Осенью ему предстояло торжественно открыть для студентов двери новой учебной лаборатории.
Впервые студенты должны были систематически проводить занятия в лаборатории. Усвоив сначала качественный и количественный анализ, они затем занимались неорганическим синтезом, извлечением веществ из природных продуктов и заканчивали занятия по химии самостоятельным исследованием.
Очень скоро новая система обучения принесла свои плоды: под руководством Либиха в лаборатории выросли прославленные впоследствии химики – Эдуард Франкланд, Герман Фединг, Карл Фрезениус, Шарль Жерар, Август Гофман, Август Кекуле, Якоб Фольгард, Адольф Вюрц и многие другие.
Организовав лабораторию, Либих принялся за решение еще одной задачи, имеющей важное значение для его научной деятельности. Это были вопросы, связанные с анализами органических соединений. В то время как анализ минеральных веществ достиг высокой степени совершенства благодаря работам Берцелиуса, анализ органических веществ представлял все еще одну из самых трудных областей даже для опытных химиков, в распоряжении которых были современные лаборатории. Как можно было изучить множество разнообразных веществ, которые состоят главным образам из углерода, водорода, кислорода (иногда дополнительно из азота, серы и других элементов), если невозможно даже определить их состав?
Либих решил эту задачу, использовав методы Лавуазье, Гей-Люссака и Берцелиуса. Он изменил форму приборов и модифицировал методики, и результаты оказались ошеломляющими. В то время как Берцелиус получал надежные данные анализа какого-нибудь вещества в течение двух с половиной месяцев, в лаборатории Либиха это осуществлялось за один день! Усовершенствование количественного органического анализа дало в руки ученых ключ к просторам органической химии. И это был большой успех.
В один из декабрьских вечеров 1828 года Либих познакомился с Вёлером. Через несколько часов после беседы они уже были настоящими друзьями и коллегами. Начав работу с циановой и фульминовой кислот, они скоро расширили область своих совместных исследований и на другие соединения.
Несмотря на то что ученых разделяли сотни километров — они жили в разных городах, — это не помешало их дружеским отношениям: они отправляли друг другу вещества для работы и вели (постоянную переписку. Особенно плодотворными оказались их исследования бензальдегида, который тогда называли горьким миндальным маслом. Исследователи установили, что продукт, образующийся при стоянии миндального масла (желтой маслянистой жидкости) на воздухе, является бензойной кислотой. И действительно, капля бензальдегида на воздухе за несколько минут превращается: в кристаллики бензойной кислоты. Пытаясь синтезировать хлорное производное этого вещества, ученые получили жидкость с острым, неприятным запахом. Анализ показал, что новое вещество отличается от бензальдёгида только тем, что вместо одного атома водорода содержит один атом хлора.