Различные виды воздуха расширяются по-разному при одних и тех же степенях нагревания; дефлогистированный воздух — меньше всего, а щелочной воздух — больше всего.
Если какая-либо жидкость, такая как вода, винный спирт или даже ртуть, нагревается в пористом глиняном сосуде, окруженном любым видом воздуха, пар жидкости будет проходить через сосуд в одну сторону, в то время как воздух будет проходить в другую; и когда операция прекращается в отношении одного, она также прекращается в отношении другого.
ЛЕКЦИЯ XI.
О жидких веществах; И ПЕРВОЕ — ВОДА.
Рассмотрев все вещества, которые обычно встречаются в форме воздуха, я перехожу к тем, которые обычно находятся в жидкой форме, начиная с воды, которая является основной, если не единственной причиной текучести всех других веществ, которые я помещу в этот класс.
Чистая вода — это жидкое вещество, прозрачное, без цвета, вкуса и запаха; и при различных степенях нагревания и охлаждения она может принимать три формы: твердого тела, жидкости и воздуха. Ниже 32° по Фаренгейту это лед, а выше 212° — пар; так что в атмосфере ниже 32° она никогда не могла бы быть известна как что-либо иное, кроме особого вида камня, а выше 212° — как особый вид воздуха.
При переходе из состояния твердого тела в состояние жидкости вода поглощает большое количество принципа, или материи, теплоты, которая остается в ней в скрытом состоянии; а при переходе из состояния жидкости в состояние пара она поглощает гораздо больше; и эта теплота обнаруживается, когда процессы обращаются вспять. Было замечено, что когда вода становится паром, она принимает форму маленьких глобул, полых внутри, так что они становятся удельно легче воздуха.
Степень нагревания, при которой вода превращается в пар, зависит от давления атмосферы; так что в вакууме или на вершине высокой горы она закипает при небольшом нагревании; а при сжатии, как в автоклаве Папена или на дне глубокой шахты, она требует много тепла. В первом случае восстановление давления мгновенно остановит кипение, а во втором случае снятие давления мгновенно превратит нагретую воду в пар.
Легкость, с которой вода превращается в пар при нагревании, дала большую силу механикам, либо путем использования естественного давления атмосферы, когда пар конденсируется под подвижным поршнем в железном цилиндре, что было принципом старого огневого двигателя, либо путем использования упругой силы пара для достижения того же эффекта, что является принципом паровой машины г-на Уатта.
Долгое время считалось, что вода несжимаема никакой внешней силой, но г-н Кантон показал, что даже давление атмосферы конденсирует ее весьма заметно.
Мы не знаем никакой внешней силы, равной той, с которой вода расширяется при превращении в лед или в пар. Ибо, хотя частицы воды сближаются при охлаждении, когда она кристаллизуется, частицы располагаются особым образом, с промежутками между ними; так что в целом она занимает больше места, чем раньше.
Вода обладает сродством к почти всем природным веществам — воздушным, жидким или твердым — и соединяется с ними; но наиболее тесно — с кислотами, щелочами, известковой землей и той известью железа, которая называется окалиной, из которой даже самый сильный жар не может ее извлечь.
Некоторые полагали, что путем частой перегонки, а также взбалтывания, вода может быть превращена в своего рода землю; но это не кажется верным. Также в последнее время считалось, что вода разложима на дефлогистированный и горючий воздух; но эксперименты, которые приводились для доказательства этого, меня не удовлетворяют; так что, насколько было известно до самого последнего времени, воду можно было считать простым элементом. Однако с помощью тепла она, по-видимому, разложима на такой воздух, из которого состоит атмосфера, а именно дефлогистированный и флогистированный, только с большей пропорцией первого.
Вода в отношении удельного веса и температуры обычно принималась за стандарт для всех других веществ; ее точки замерзания и кипения являются пределами, с помощью которых градуируются термометры. Другие вещества также сравнивались с водой как со стандартом в отношении способности принимать тепло и удерживать его в скрытом состоянии, как будет показано, когда мы рассмотрим предмет теплоты.
ЛЕКЦИЯ XII.
Об азотной кислоте.
Под заголовком жидкости я рассмотрю кислоты и щелочи, хотя некоторые из них могут быть представлены в форме воздуха, а другие — в твердой форме. Эти два химических принципа созданы для того, чтобы соединяться друг с другом, и тогда они образуют то, что называется нейтральной солью.
Как кислоты, так и щелочи различаются по вкусу. Другой тест, более точный, заключается в том, что кислоты меняют синие соки растений на красный цвет, а щелочи окрашивают сироп фиалок в зеленый.
Кислоты обычно различаются в соответствии с тремя царствами, к которым они принадлежат, а именно: минеральным, растительным и животным. Минеральных кислот три: азотная, серная и соляная.
Азотная кислота образуется путем соединения чистейшего горючего воздуха или чистейшего азотного воздуха с дефлогистированным воздухом. Но обычно ее получают из селитры с помощью серной кислоты, которая, захватывая ее основание, вытесняет азотную кислоту в жидкой форме. По этой причине эта кислота считается более слабой, чем серная.
Если пропустить азотную кислоту через раскаленную глиняную трубку, она разложится, и большая ее часть превратится в дефлогистированный воздух.
Как и все другие кислоты, азотная кислота обладает сильным сродством к воде; но она не способна к такой концентрации, как серная. Она обычно имеет оранжевый или желтый цвет; но тепло вытеснит этот цвет в форме красного пара, который представляет собой ту же кислоту в форме воздуха, нагруженную флогистоном; и поэтому, когда она бесцветна, говорят, что она дефлогистирована. Но бесцветный пар, подвергнутый воздействию тепла или света, снова станет цветным; и жидкая кислота, впитывая этот цветной пар, становится цветной, как и прежде. Эта кислота окрашивает кожу в желтый цвет, который не исчезает, пока не сменится эпидермис.
Азотная кислота соединяется с флогистоном, щелочами, металлическими веществами и известковой землей.
Благодаря своему сродству с флогистоном она вызывает то быстрое воспламенение, называемое детонацией, когда любая соль, содержащая эту кислоту, особенно селитра, наносится на горячий уголь, или когда уголь кладется на горячую селитру. Фактически, уголь горит так быстро благодаря дефлогистированному воздуху, поставляемому селитрой.
Смесь серы способствует воспламенению этих веществ и образует порох, при взрыве которого внезапно образуется много азотного или флогистированного воздуха, расширяющегося от тепла. Применение этой силы как в полезных, так и в разрушительных целях хорошо известно. Если вместо селитры использовать соль, изготовленную с дефлогистированной соляной кислотой, взрыв происходит легче и является гораздо более сильным. Трение вызовет это так же, как и тепло.
Селитра также входит в состав pulvis fulminans, а именно: три части селитры, две части сухой щелочи и одна часть серы. Этот состав плавится и дает синее пламя, прежде чем взорваться.
Благодаря сродству азотной кислоты к маслу, другому веществу, содержащему флогистон, она способна вызывать не только сильный жар, но даже внезапное пламя, особенно при смешивании с небольшим количеством серной кислоты.
Азотная кислота растворяет все металлические вещества, кроме золота и платины, и при растворении образуется азотный воздух.
Особые виды солевых веществ, образующиеся при соединении азотной кислоты с различными металлами и землями, можно увидеть в таблицах, составленных для этой цели. Все они расплываются на воздухе.
ЛЕКЦИЯ XIII.
О серной кислоте.
Серная кислота, так называемая потому, что она изначально была получена из купороса, в настоящее время обычно получается из серы; дефлогистированная часть воздуха соединяется с ней в процессе горения.
То, что дефлогистированный воздух необходим для этой кислоты, очевидно из ее разложения; ибо если пропустить ее пар через раскаленную глиняную трубку, получается большое количество дефлогистированного воздуха.
Эта кислота обладает сильным сродством к воде, с которой она соединяется с выделением большого количества тепла; и она способна к большей концентрации, или к тому, чтобы стать удельно тяжелее, чем любая другая кислота. В чистом виде она полностью лишена цвета и запаха, что, вероятно, связано с тем, что она свободна от флогистона, который неотделим от азотной или соляной кислот.
Серная кислота вытесняет азотную, соляную или любую другую кислоту из их землистых или металлических оснований; из-за этого свойства она называется сильнейшей из всех кислот.
Благодаря превосходному сродству серной кислоты к землям, и особенно к terra ponderosa, малейшее ее количество в воде может быть обнаружено раствором этой земли в соляной кислоте. В этой кислоте terra ponderosa находится в полном растворе; но с серной кислотой она образует вещество, нерастворимое в воде, и поэтому мгновенно появляется в форме белого облака.
Возможно, главным образом из-за сильного сродства, которое эта кислота имеет к воде, пирофор, состоящий из смеси квасцов и нескольких веществ, содержащих флогистон, самовоспламеняется при воздействии воздуха. Обычно его делают из трех частей квасцов и одной части коричневого сахара, или из двух частей квасцов, одной части винного камня и одной части древесного угля. Их нужно нагревать до тех пор, пока они в течение некоторого времени не будут выделять пар, который горит синим пламенем.
Солевые вещества, образующиеся при соединении этой кислоты с различными землями и металлами, лучше всего представлены в таблицах, составленных для этой цели. При соединении с тремя металлами, а именно: железом, медью и цинком, они называются купоросами: зеленым, синим и белым. И все вещества, с которыми соединяется эта кислота, кристаллизуются и не расплываются на воздухе.
Эта кислота соединяется с маслом, и смесь всегда черная.
Когда любое вещество, содержащее флогистон, нагревается в серной кислоте, образуется другой вид кислоты, называемый сернистым, с едким запахом. В действительности это вода, насыщенная сернокислым воздухом. Однако она образует отдельный вид кислоты и вытесняется из своего основания большинством других.
О соляной кислоте.
Соляная кислота получается из поваренной соли с помощью серной кислоты, которая соединяется с ее основанием — ископаемой щелочью.
Эта кислота обычно соломенного цвета; но это связано с насыщением некоторым землистым веществом, большую часть которого она легко растворяет, особенно металлические. Она менее способна к концентрации, чем серная или азотная кислоты, возможно, из-за более тесного соединения флогистона с ней. Никакое нагревание не может извлечь из нее дефлогистированный воздух.
Хотя она называется более слабой кислотой, чем азотная, она заберет серебро, свинец или ртуть из их соединения с азотной кислотой. На этом принципе раствор этих металлов в азотной кислоте легко обнаружит, содержит ли какая-либо вода соляную кислоту, последняя соединяется с металлом, растворенным в первой, и образует с ним, если это серебро, luna cornea; которое, будучи веществом, нерастворимым в воде, обнаруживает себя мутным видом.
Соединение соляной кислоты с землями образует соли, которые легко расплываются на воздухе, но с металлами — такие, которые способны к кристаллизации; так же как и та, что образована соединением этой кислоты с terra ponderosa.
Ни эта кислота, ни азотная не растворят золото или платину; но смесь их, называемая царской водкой, сделает это.
Соляная кислота обладает сильным сродством к дефлогистированному воздуху и заберет его у марганца и других веществ; и с этим соединением она становится другой кислотой, называемой дефлогистированной соляной кислотой, представляющей собой воду, насыщенную дефлогистированным солянокислым воздухом, описанным выше.
ЛЕКЦИЯ XIV.
О растительных кислотах и других менее совершенной природы.
Основными растительными кислотами являются уксусная и винная. Уксусная кислота является продуктом особого брожения растительных веществ, следующего за винным, в котором получается крепкий спирт, и за которым следует гнилостное, в котором образуется летучая щелочь.
Таким образом, вино превращается в уксус. Сырой уксус, однако, содержит некоторый ингредиент из растительных веществ, из которых он был получен: но перегонка отделяет их и делает уксус бесцветным; хотя часть кислоты теряется в процессе.
Уксусная кислота концентрируется морозом, который не влияет на саму кислоту, а только на воду, с которой она соединена. Она также может быть сконцентрирована путем предварительного соединения со щелочами, землями или металлами, а затем вытеснения более сильной кислотой или просто нагреванием. Таким образом, уксусная кислота, соединенная с растительной щелочью, образует вещество, называемое фолиевой землей винного камня; и она может быть вытеснена из него серной кислотой. При соединении с медью она образует ярь-медянку; и из этого соединения только тепло вытеснит ее в концентрированном состоянии. Уксусная кислота, сконцентрированная таким образом, называется радикальным уксусом. Тем не менее, она слабее любой из предыдущих минеральных кислот.
Некоторые растения, такие как лимоны, щавель и незрелые фрукты, содержат кислоты, уже сформированные природой, смешанные с некоторым количеством эфирного масла растений, что придает им их специфические вкусы. Все эти кислоты обладают специфическими свойствами; но нет необходимости отмечать их в этом очень общем обзоре предмета. Подобно уксусу, эти кислоты могут быть сконцентрированы морозом, а также путем соединения с другими веществами, а затем вытеснены более сильной кислотой.
Винная кислота очень похожа на уксусную. Винный камень, из которого она получается, — это вещество, откладывающееся на внутренней стороне винных бочек, хотя оно также встречается уже сформированным в некоторых растениях. Он состоит из растительной щелочи и этой специфической кислоты. Когда он очищен от примесей, он называется кристаллами или винным камнем. Кислота получается путем смешивания винного камня с мелом или известью, которые впитывают избыточную кислоту, и она вытесняется серной кислотой. Или ее можно получить путем кипячения винного камня с пятью или шестью частями его веса воды, а затем добавления к нему серной кислоты. Она соединяется с растительной щелочью и образует виннокислый винный камень; а чистая винная кислота может быть получена в кристаллах путем выпаривания и фильтрации, равная по весу половине винного камня. Эта винная кислота более растворима в воде, чем винный камень.
Эта кислота, соединенная с минеральной щелочью, образует соль Рошеля.
Любой вид древесины при перегонке или сжигании выделяет специфическую кислоту; и именно пар этой кислоты так неприятен для глаз в дыме древесины.
Специфическая кислота получается из большинства растительных веществ, особенно мучнистых, и из сахара путем перегонки с азотной кислотой. Она захватывает вещество, с которым была соединена кислота, и особенно флогистон, прилипший к нему, а затем специфическая сахарная кислота кристаллизуется. Таким образом, из трех частей сахара и тридцати частей азотной кислоты можно получить одну часть чистой сахарной кислоты. Тем же процессом можно получить кислоту из камфоры.
Дубовая кора и некоторые другие растительные вещества, особенно чернильные орешки, содержат вещество, получившее название вяжущего принципа; специфическое свойство которого заключается в том, что оно осаждает растворы железа в форме черного порошка, и таким образом делаются чернила. Но путем растворения в воде и выпаривания можно получить кристаллы, которые являются настоящей галловой кислотой.
Янтарь — это твердое полупрозрачное вещество, в основном встречающееся в Пруссии, либо выкопанное из земли, либо выброшенное морем. Он в основном примечателен своим электрическим свойством; но при перегонке в закрытых сосудах из него возгоняется конкретная кислота, растворимая в 24 частях своего веса холодной воды. Янтарь, по-видимому, имеет растительное происхождение и состоит из масла, соединенного с этой специфической кислотой.
Кислоты, которые я упомяну далее, имеют минеральное происхождение; но, будучи менее совершенными по своей природе как кислоты, я лишь кратко отмечу их здесь.
Бура — это вещество, в основном встречающееся в кристаллическом состоянии в некоторых озерах в Ост-Индии. Она состоит из минеральной щелочи и специфической кислоты, которую можно отделить и представить в виде белых хлопьев, добавив серную кислоту к ее раствору в воде. Эта кислота была названа седативной солью из-за ее предполагаемого использования в медицине. Это кислота, которая требует пятидесятикратного веса воды для своего растворения.
Некоторые другие минеральные вещества, такие как мышьяк, молибден, вольфрам и вольфрам, в результате обработки, подобной предыдущим растительным, в последнее время были обнаружены как дающие специфические кислоты. Они также образуются в конкретном состоянии и требуют значительной пропорции воды, чтобы сделать их жидкими; но поскольку вода, в которой они растворены, окрашивает сок лакмуса в красный цвет, и поскольку они также соединяются со щелочами, они обладают всеми необходимыми характеристиками кислот.
ЛЕКЦИЯ XV.
О фосфорной кислоте.
Наиболее важной кислотой животного происхождения, хотя в последнее время она была обнаружена в некоторых минеральных веществах, является фосфорная.
Сам фосфор — это замечательное вещество, очень напоминающее серу, но гораздо более горючее. До недавнего времени его получали в основном из мочи, но теперь более широко из костей с помощью серной кислоты, которая соединяется с известковой землей, из которой состоят кости, и высвобождает фосфорную кислоту или основание этой кислоты, с которым она была естественно соединена. Кислота, полученная таким образом, смешанная с древесным углем и подвергнутая сильному нагреванию, образует фосфор.
Это вещество горит спокойным пламенем при обычной температуре нашей атмосферы, но сильным и ярким пламенем, если его подвергнуть воздействию открытого воздуха при умеренном нагревании. При горении оно соединяется с дефлогистированным воздухом атмосферы, и таким образом получается чистейшая фосфорная кислота.