Сера не восстанавливает металлы, отдавая им флогистон, и не путем соединения с их кислородом и отделения его; ибо если бы любое из этих мнений было верным, сера, столь мелко разделенная теплом, должна была бы восстанавливать металлические растворы в спирте так же эффективно, как она делает это с металлическими растворами в воде.
Когда мы сравниваем эти восстановления серой с теми, что осуществляются фосфором, и учитываем, что вода необходима для обоих, мы должны заключить, что восстановление осуществляется таким же образом, а именно путем разложения воды, что может быть объяснено следующим образом.
Сера притягивает кислород воды, в то время как водород последней в своем зарождающемся состоянии соединяется с кислородом металла и возвращает его в металлическую форму.
Отсюда следует, что сера оксигенируется кислородом воды, в то время как металл возвращается в свое горючее состояние.
Также следует, что количество воды, равное потребленному, образуется водородом воды и кислородом металла.
Это объяснение подтверждается прекрасным опытом доктора Пристли, который получил горючий воздух, пропуская пары воды через серу, нагретую в глиняной трубке [15], и далее подтверждается опытом некоторых рассудительных производителей купоросного масла, которые всегда сбрызгивают серу определенной пропорцией воды, прежде чем воспламенить ее.
Разложение воды в этих восстановлениях должно быть признано, либо следует предположить, что простое сродство имеет место в предпочтении двойному, что не может быть допущено.
Эти опыты указывают на несколько ошибок в Таблице сродства кислородного принципа М. Лавуазье; ибо он поместил серу на гораздо большем расстоянии от этого принципа, чем любой из металлов, рассматриваемых в этой главе, за исключением золота; и даже в этом случае его таблица ошибочна, если не будет доказано, что сера восстанавливает металлы путем прямого соединения с их кислородом и отделения его; предположение, которое подразумевает, что восстановление осуществляется простым сродством, и поэтому недопустимо.
Я завершу эту главу кратким отрывком из химических эссе епископа Уотсона, так как он, по-видимому, имеет некоторое отношение к опытам, описанным здесь.
Его светлость говорит, что его опыты над «дербиширской свинцовой рудой учат нас верить, что свинец в этом виде руды находится в своем металлическом состоянии, так как руда превратилась в свинец без добавления какого-либо вещества, содержащего горючий принцип [16]».
Но восстановление свинца серой и водой, описанное в этой главе, указывает на очевидный источник горючего принципа; ибо сама руда должна содержать немного воды, составной частью которой является водород, или основа горючего воздуха: кроме того, его светлость думает, что никакого появления свинца не произошло бы, если бы не было сообщения с внешним воздухом; но так как воздух всегда содержит воду в растворе, очевиден обильный источник горючего принципа.
ГЛАВА IV. Восстановление металлов щелочным сульфидом.
Сульфид, который я использовала, был приготовлен путем сплавления равных частей карбоната поташа и серных цветов до прекращения вскипания.
М. Жангомбр сделал очень важное наблюдение относительно щелочного сульфида, приготовленного таким образом, а именно: это вещество не имеет запаха и не выделяет газа, пока остается сухим, но когда оно растворяется в воде или притягивает влагу из воздуха, оно распространяет неприятный запах.
Из этого обстоятельства М. Жангомбр сделал вывод, что выделение этого газа зависело от разложения воды; ибо он обнаружил как путем анализа, так и путем синтеза, что этот воздух состоит из водорода, одного из принципов воды, соединенного с серой и теплородом.
Таким образом, нет сомнений в том, что щелочной сульфид обладает способностью разлагать воду и поэтому может быть с успехом использован для иллюстрации способа действия серы и других горючих веществ, рассматриваемых в этом эссе.
Когда разбавленные кислоты наливаются на твердый щелочной сульфид, разложение воды поощряется и ускоряется, при этом в большом количестве образуется сероводородный газ.
Я сделала два раствора этого щелочного сульфида: один в воде, а другой в спирте.
Опыт 1. Золото.
Кусочек шелка был погружен в раствор сульфида в спирте, а затем был нанесен раствор золота в эфире: на шелке образовалось коричневое вещество, но восстановленного золота заметить не удалось.
Другой кусочек шелка был погружен в тот же раствор сульфида в спирте, и был нанесен раствор нитромуриата золота в воде; медленно образовалась белая металлическая пленка, но других признаков восстановления видно не было.
Этот опыт был повторен на другом кусочке шелка с той разницей, что растворы золота и сульфида были оба в воде, и белая металлическая пленка образовалась мгновенно, сопровождаемая значительным осадком коричневого вещества.
Очевидно, что вода ускоряет появление этой пленки и необходима для него, ибо когда оба раствора были в воде, она появилась гораздо быстрее.
Опыт 2. Золото.
Кусочек шелка был погружен в водный раствор золота, в котором преобладала кислота, затем было нанесено несколько капель водного раствора сульфура: немедленно образовалась белая пленка, выглядевшая как серебро, а шелк приобрел глубокий коричневый цвет.
На другой кусочек шелка, погруженный в тот же раствор золота, был нанесен раствор сульфура в спирте; появилась белая металлическая пленка, но не столь явная и не так быстро, как в предыдущем опыте, где использовался раствор сульфура в воде. Кроме того, пленка, полученная с помощью водного раствора сульфура, была более стойкой, а пятно, которое приобрел шелк, — более интенсивным, чем те, что были получены с помощью раствора сульфура в спирте.
Опыт 3. Серебро.
Я погрузила кусочек шелка в раствор сульфура в спирте, и после того, как большая часть спирта испарилась, был нанесен раствор нитрата серебра в спирте: на шелке не появилось ничего, кроме коричневого пятна. Нитрат серебра, использованный в этом опыте, был сплавлен, чтобы удалить как можно больше воды.
Другой кусочек шелка был погружен в тот же раствор сульфура; когда большая часть спирта испарилась, на шелк был нанесен раствор кристаллического нитрата серебра в воде; и мгновенно появился металлический блеск серебра, сопровождавшийся коричневым пятном.
Опыт 4. Серебро.
Кусочек шелка был погружен в раствор щелочного сульфура в воде, и был нанесен водный раствор кристаллического нитрата серебра; серебро немедленно восстановилось в большем количестве, чем в предыдущем опыте, в котором использованный щелочной сульфур был растворен в спирте. Пятно, образовавшееся на шелке, также было более интенсивным.
Опыт 5. Серебро.
Кусочек шелка был погружен в раствор сульфура в воде, а затем был нанесен раствор нитрата серебра в спирте: но на шелке не появилось ничего, кроме коричневого пятна. Нитрат серебра, использованный в этом опыте, был сплавлен, что лишило его значительной части кислоты. То, что именно это обстоятельство препятствовало восстановлению серебра, видно из следующего опыта.
Кусочек шелка был погружен в тот же раствор серебра в спирте, затем была нанесена разбавленная азотная кислота, наконец, на шелк был нанесен водный раствор сульфура: и серебро мгновенно вернуло свой металлический блеск. Очевидно, что кислоты способствуют восстановлению серебра щелочным сульфуром, что они осуществляют, способствуя разложению воды.
Через некоторое время восстановленное серебро по большей части исчезает: и действительно, белые металлические пленки, полученные в опытах с золотом, исчезли полностью.
Опыт 6. Платина.
Кусочек шелка был погружен в раствор нитромуриата руды платины в дистиллированной воде и высушен; затем на шелк был нанесен раствор сульфура в спирте: не появилось ничего, кроме коричневого пятна.
Другой кусочек шелка был погружен в водный раствор сульфура, и было нанесено немного раствора платины; через короткое время появилась пленка восстановленной платины.
На другой кусочек шелка, который был погружен в раствор платины, было нанесено несколько капель дистиллированного уксуса, а затем добавлен раствор сульфура в воде; немедленно образовалось коричневое пятно, и восстановилось больше платины, чем в предыдущем опыте.
Опыт 7. Ртуть.
На кусочек шелка, который был погружен в раствор оксигенированного муриата ртути в воде и высушен на воздухе, был нанесен раствор сульфура в спирте; но не произошло никаких изменений, кроме появления светло-желтовато-коричневого оттенка.
После того как шелк некоторое время находился на воздухе, на его частях стали видны очень слабые оттенки черного.
На кусочек шелка, который был погружен в раствор сульфура в воде, был нанесен раствор ртути; металл немедленно вернул свой металлический блеск, причем весьма поразительным образом; примечательно, что осадок на шелке был очень незначительным.
Этот опыт был повторен с той разницей, что шелк был сначала смочен дистиллированным уксусом: и восстановилось больше ртути, чем в предыдущем опыте, что сопровождалось оливковым осадком, который постепенно почернел: количество осажденного вещества в этом случае было намного больше, чем в предыдущем опыте, но восстановленный металл был не таким ярким.
Опыт 8. Ртуть.
Кусочек шелка, который был погружен в раствор нитрата ртути и высушен на воздухе, не претерпел никаких изменений от раствора сульфура в спирте, за исключением пятна, состоящего из сланцевого цвета, который придает нитрат, и желтого цвета сульфура.
На другой кусочек шелка, который был погружен в водный раствор сульфура, был нанесен раствор ртути: металл немедленно восстановился; и восстановление сопровождалось очень черным пятном.
Опыт 9. Медь.
Кусочек шелка был погружен в раствор сульфата меди и высушен на воздухе; на него был нанесен раствор сульфура в спирте; но не произошло никаких изменений, кроме коричневого пятна.
На другой кусочек шелка, погруженный в водный раствор сульфура, был нанесен раствор меди: медленно образовалась белая металлическая пленка, сопровождавшаяся коричневым цветом.
На другой кусочек шелка, который был погружен в тот же раствор меди и помещен на блюдце, был нанесен дистиллированный уксус, а затем добавлено несколько капель водного раствора сульфура: немедленно появилась белая металлическая пленка в большем количестве, чем в предыдущем опыте.
Опыт 10. Свинец.
Кусочек шелка был погружен в раствор ацетата свинца в дистиллированной воде и высушен на воздухе; затем был нанесен раствор сульфура в спирте: но на шелке не появилось ничего, кроме коричневого пятна.
Кусочек того же шелка был погружен в тот же раствор свинца, затем был нанесен раствор сульфура в воде: свинец вскоре восстановился до своего металлического состояния: восстановление сопровождалось коричневым пятном и осадком того же цвета.
Тот же опыт был повторен с той разницей, что шелк был сначала смочен дистиллированным уксусом, и свинец мгновенно восстановился с большим блеском и в большем количестве, чем в предыдущем опыте.
Этот опыт был проделан на кусочке белого ситца, смоченном дистиллированным уксусом и положенном на ладонь моей руки; и мгновенно, весьма примечательным образом, появился металлический блеск свинца, который восстановился в большом количестве, сопровождаемый коричневым пятном.
Опыт 11. Олово.
На кусочек шелка, погруженный в раствор муриата олова в дистиллированной воде и высушенный на воздухе, был нанесен раствор сульфура в спирте: не появилось ничего, кроме коричневого пятна.
Другой кусочек шелка был погружен в раствор сульфура в воде, затем был нанесен тот же раствор муриата олова; через короткое время на шелке появилось немного восстановленного олова. Уксус также примечательным образом способствовал восстановлению этого металла.
Опыт 12. Мышьяк.
Кусочек шелка был погружен в раствор муриата мышьяка в дистиллированной воде и высушен на воздухе: затем был нанесен раствор сульфура в спирте: шелк сначала выглядел желтым, через короткое время желтый цвет почти полностью исчез, оставив беловатый осадок; но никаких других изменений не произошло.
Другой кусочек шелка был погружен в раствор сульфура в воде; затем был нанесен раствор мышьяка; образовался желтый осадок; и вскоре после этого этот осадок был окружен фиолетовой каймой; но никаких других изменений не наблюдалось.
Я погрузила другой кусочек того же шелка в тот же раствор мышьяка, затем на него был нанесен дистиллированный уксус; и, наконец, был нанесен водный раствор сульфура: через некоторое время стали видны несколько крошечных пленок восстановленного мышьяка, ярких, как серебро.
Требуется некоторое внимание, чтобы обнаружить восстановленный мышьяк, так как восстановленных частиц мало и они крошечные; а иногда их вообще не видно.
Опыт 13. Висмут.
На кусочек шелка, который был погружен в раствор нитрата висмута в дистиллированной воде и высушен на воздухе, был нанесен раствор сульфура в спирте: шелк сначала выглядел желтым, затем коричневым; но никаких дальнейших изменений не наблюдалось.
Другой кусочек шелка был погружен в раствор сульфура в воде; затем на него был нанесен раствор висмута; металл немедленно восстановился; и образовался коричневый осадок. Уксус, по-видимому, не способствует и не препятствует восстановлению.
Два кусочка белого ситца были погружены в тот же раствор висмута; к одному из них, помещенному на блюдце, был добавлен дистиллированный уксус; затем была нанесена одна капля раствора сульфура в воде; и весь ситец, за исключением той части, на которую упала капля, покрылся восстановленным висмутом, который выглядел чрезвычайно ярко: то же самое наблюдалось на другом кусочке, к которому не добавляли уксус.
Опыт 14. Сурьма.
На кусочек шелка, который был погружен в раствор тартарита сурьмы в дистиллированной воде и высушен на воздухе, был нанесен раствор сульфура в спирте; шелк приобрел желтый цвет, края которого некоторое время спустя приобрели оранжевый оттенок; но никаких других изменений не было замечено.
Другой кусочек того же шелка был погружен в водный раствор сульфура, затем был нанесен тот же раствор сурьмы: часть металла восстановилась, хотя и в небольшом количестве, что сопровождалось оранжевым осадком.
Кислоты уксуса и винного камня, по-видимому, препятствовали восстановлению; муриатическая кислота также, по-видимому, имела тот же эффект, хотя и не в такой степени, как две предыдущие.
Опыт 15. Кобальт.
На кусочек шелка, который был погружен в раствор нитрата кобальта и высушен на воздухе, был нанесен раствор сульфура в спирте; шелк вскоре стал коричневым; но никаких дальнейших изменений не было замечено.
На другой кусочек шелка, который был погружен в раствор сульфура в воде, было нанесено несколько капель того же раствора кобальта: шелк немедленно приобрел темный цвет, и через некоторое время часть металла восстановилась, что сопровождалось тускло-синим осадком, который изменился на черновато-коричневый.
Муриат кобальта восстанавливался таким же образом: уксус способствовал восстановлению обоих этих препаратов кобальта.
Опыт 16. Железо.
На кусочек шелка, который был погружен в сильно разбавленный раствор сульфата железа и высушен на воздухе, был нанесен раствор сульфура в спирте: шелк вскоре стал черным; но никаких других изменений не было замечено.
Другой кусочек шелка был погружен в раствор сульфура в воде, затем был нанесен тот же раствор железа: шелк мгновенно приобрел черный цвет; но поскольку восстановленного железа не появилось, его погрузили в стакан с водой, и он перенес яркую пленку восстановленного железа на поверхность этой жидкости.
Иногда часть пленки не имеет металлического блеска, который очень заметен в других ее частях; так что полностью восстановленные части можно легко отличить от тусклого и несовершенно восстановленного черного оксида железа, смешанного с этими яркими пленками.
Те же опыты были повторены на кусочках ситца с тем же результатом: ситец из-за своей губчатой текстуры лучше подходит для получения прочных пленок, чем шелк.
Уксус не способствовал восстановлению железа в этих опытах.
Опыт 17. Цинк.
На кусочек шелка, который был погружен в сильно разбавленный раствор муриата цинка и высушен на воздухе, был нанесен раствор сульфура в спирте; на шелке не появилось ничего, кроме желтого цвета, который придает раствор сульфура.
Другой кусочек шелка был погружен в раствор сульфура в воде, и был нанесен тот же раствор цинка: желтый цвет, который раствор сульфура придал шелку, вскоре стал белым; но восстановленного цинка не было видно. Затем шелк погрузили в стакан с чистой водой, и он перенес яркую пленку восстановленного цинка на ее поверхность.
В другом опыте, проведенном с белым ситцем, пленка, перенесенная на поверхность воды, была ярче; и цинка восстановилось больше, чем в предыдущем опыте.
Сульфат цинка также восстанавливался как на шелке, так и на ситце, с той разницей, что восстановление сопровождалось черными и оливковыми осадками.
Опыт 18. Марганец.
Я погрузила кусочек шелка в разбавленный раствор нитрата марганца и высушила его на воздухе; затем был нанесен раствор сульфура в спирте: шелк приобрел желтый цвет, который вскоре исчез; но никаких других изменений не наблюдалось.
На другой кусочек шелка, который был погружен в раствор сульфура в воде, была нанесена капля того же раствора марганца: мгновенно образовался жемчужно-белый осадок, на краю которого вскоре появилась яркая пленка восстановленного марганца. Под этой пленкой был заметен фиолетовый оттенок.
Нитрат марганца, использованный в этом опыте, был очень кислым.
Раствор щелочного сульфура в воде через определенное время теряет способность восстанавливать металлы, в чем он напоминает старый раствор сульфата железа.
Получив более нейтральный раствор нитрата марганца, я погрузила кусочек шелка в раствор сульфура в спирте, когда большая часть спирта испарилась; была нанесена одна капля этого раствора марганца; мгновенно появилась яркая пленка восстановленного марганца, сопровождаемая фиолетовым оттенком и коричневым осадком. Через некоторое время фиолетовый оттенок исчезает.
На другой кусочек шелка, погруженный в тот же раствор сульфура в спирте, была нанесена капля раствора сульфата марганца в дистиллированной воде: мгновенно появились пленки восстановленного марганца, яркие, как серебро, сопровождаемые слабым фиолетовым оттенком и жемчужно-белым осадком. Эти пленки вскоре исчезают.