В конце XVIII столетия анализ с помощью паяльной трубки сыграл важную роль в накоплении химических знаний, что, в конце концов, способствовало формированию фундаментальных основ «классической химии». Не менее значимым в процессе эволюции химических знаний оказался и анализ различных газов. При работе с этими веществами ученые испытывали значительные трудности: газы были осязаемы, но неуловимы. Некоторое время их пытались изучать с помощью сосудов для перегонки и сублимации, где вещества некоторое время пребывали в газообразном состоянии, прежде чем превратиться в жидкость.

Задолго до начала систематического исследования газов в XVIII столетии их свойства стали широко известны в результате опытов с атмосферным воздухом, проведенных Э. Торричелли, О. Герике, R Бойлем и Э. Мариоттом (см. т. 1, глава 6, пп. 6.2–6.3). Однако все эти эксперименты еще не привели ученых к гипотезе о том, что воздух и газы могут участвовать в химических процессах. Наблюдаемое Бойлем увеличение массы металлов при прокаливании вылилось в предположение о существовании «огненных частиц», тогда как еще до опытов Бойля Жан Рей в 1630 г., а позднее Джон Мэйоу, и, наконец, в XVIII столетии М.В. Ломоносов пришли к гипотезе о существовании «воздушных частиц». Неверное допущение, будто воздух или газы, понимаемые как воплощение некоего «духа», не могут участвовать в реакциях, способствовало тому, что даже такой выдающийся ученый, как Г.Э. Шталь, объяснял процессы восстановления и окисления с помощью гипотетического вещества — «флогистона» (см. т. 1, глава 6, п. 6.5). Лишь во второй половине XVIII в. исследователи пришли к выводу, что газы, подобно другим жидким и твердым веществам, являются такими же химическими реагентами.

^{Лабораторное оборудование К.В. Шееле.}

^{Из книги «Химические статьи о воздухе и огне». Стокгольм, 1777 г.} 

Поначалу приспособления для улавливания газов были очень примитивными. К.В. Шееле (см. т. 1, глава 6, п. 6.6) использовал для этих целей дыхательные пузыри крупных рыб. Лишь необычайные способности шведского ученого к проведению экспериментов позволили ему с помощью этой незамысловатой техники совершить такие выдающиеся открытия, как обнаружение кислорода (1772 г.), хлора (1774 г.) и сероводорода (1776 г.).

Важнейшим «инструментом» для проведения газового анализа стала пневматическая ванна, описанная С. Гейлсом в 1727 г. В пневматической ванне Гейле получал газы из угля, жира, оксидов, известняка. При этом его интересовала не природа образующихся газов, а лишь горючесть этих веществ. Только Дж. Блэк (т. 1, глава 6, п. 6.6.1) смог впервые отличить углекислый газ от атмосферного воздуха. Именно тогда возникло представление, что благодаря определенным воздействиям можно выделить отдельные газы из их смесей. Этот опыт явился важнейшей предпосылкой для возникновения газового анализа. Кроме того, измеряя уменьшение массы карбонатов при выделении углекислого газа, шотландский химик обнаружил возможность определения массы газообразных веществ при изучении соединений, находящихся в твердом состоянии и разлагающихся с образованием газов.

Дж. Пристли (см. т. 1, глава 6, п. 6.6) превратил пневматическую ванну в незаменимое устройство для химического исследования, после того как открыл способность некоторых газов к поглощению водой. C помощью усовершенствованной им пневматической ванны с ртутным затвором Пристли, хотя и после Шееле, но независимо от него открыл кислород, а, кроме того, в 1773–1776 гг. изучил «веселящий газ», хлороводород, сернистый газ и аммиак.

В книге «Эксперименты с воздухом» (1784 г.) Г. Кавендиш изложил свои достижения в области экспериментальной химии (см. т. 1, глава 6, п. 6.6.2). Английский ученый подробно описал разработанные им способы определения плотности газов, в частности, углекислого газа и водорода. Помимо этого, Кавендиш установил состав атмосферного воздуха и воды. В своих исследованиях английский естествоиспытатель применил новый метод, который значительно обогатил «экспериментальное искусство», — действие электрического разряда на смеси газов, в частности на смесь водорода и кислорода, в результате чего получилась вода. При пропускании электрических разрядов через атмосферный воздух Кавендиш использовал изогнутую стеклянную трубку, концы которой были погружены в стеклянные сосуды («рюмки») с ртутью^{432}. В 1785 г. Кавендиш обратил внимание на пузырьки «остаточного воздуха» (1/120 первоначального объема), который не изменялся под действием электричества. Лишь в 1894 г. У. Рэлей установил, что «остаточных воздух» — это инертный газ аргон (см. т. 2, глава 2, п. 2.6.2)..

Факты, полученные при изучении газообразных веществ, легли в основу созданных А.Л. Лавуазье новых представлений о протекании окислительно-восстановительных процессов. Французский ученый был не только выдающимся химиком-теоретиком, но и блестящим экспериментатором. C большой точностью он определял количества углекислого газа, образующегося при сгорании угля и углеродсодержащих «горючих тел». В 1784 г. Лавуазье показал, что при пропускании водяного пара через раскаленную железную трубку образуется водород. Практически одновременно Кавендишу удалось осуществить синтез воды из элементов, а Лавуазье разработал способ ее разложения.

По всей видимости, не соответствует действительности утверждение некоторых историков химии о том, будто бы для создания своей антифлогистонной теории А.Л. Лавуазье использовал лишь экспериментальные данные других исследователей. Следует подчеркнуть еще одну сторону его творчества, оказавшую громадное влияние на развитие химии: французский ученый систематически применял количественные измерения (в том числе, и взвешивание) как основное «средство познания» сущности химических превращений. Поэтому наибольшей заслугой А.Л. Лавуазье в формировании фундаментальных положений химии является окончательное экспериментальное обоснование закона сохранения массы. Вместе с тем не следует впадать и в другую крайность: настаивать на том, что лишь Лавуазье ввел весы в экспериментальную химическую практику — они использовались химиками задолго до экспериментов французского ученого.