5.6.Химия

Одновременно с изучением физических свойств веществ человечество постигало химические элементы на практике. Так, древнерусскими мастерами использовались такие разнообразные приемы в металлургии, кузнечном и ювелирном деле, как механическая и термическая обработка, воронение, проковка, сварка, цементация, отливка украшений и колоколов, травление, золочение, пайка и др. Для приготовления всевозможных красок и красителей, лекарств и настоев, мазей и чернил требовалось собрать, упорядочить и записать практический опыт. Так, в операциях пайки в качестве припая на Руси пользовались нашатырем, жженым мылом, смолой. Для отделения золота от меди древнерусские ювелиры использовали песок и поваренную соль, а от серебра - красную водку и нашатырь. Полученное таким образом золото употребляли для золочения по меди и железу на Суздальских вратах Рождественского собора в Суздале, например. Так, пластинку покрывали лаком, сваренным из скипидара, асфальта, желтого воска и сосновой смолы. Нанесенный тонкий рисунок выскабливали от лака, "отбеливая" пластину растворами квасцов, клюквы. В процессе нагрева пластины с нанесенной на нее амальгамой ртуть испарялась, а золото, восстанавливаясь, проступало на фоне лака.

Русские ювелиры, изготовлявшие эмаль (финифть) и чернь, должны были не только знать свойства окисей олова, свинца, магнезии, минеральных добавок для окраски стекловидной массы, но и способы их получения. Так, для приготовления эмали (финифтяной массы) пользовались смесью окислов олова и свинца, соединенных с толченым стеклом и очищенным поташом. В состав, необходимый для чернения серебра, входили серебро, свинец, красная медь, сера, бура, поташ, соль.

Стеклоделие было известно русским ювелирам. Стеклянное тесто было необходимо при изготовлении мозаики, поливы для керамической посуды, плиток для крыш и др. Для русского ремесленного производства характерен особый состав стеклянной массы, куда входили тонкий речной песок, поташ, поваренная соль и известь. При окрашивании стекла в зеленый цвет применяли окись меди, зеленовато-синего - окись меди и глину, желтого - серу или уголь, фиолетового - окиси марганца. Остатки мастерских стеклоделов встречены в Костроме, Старой Рязани, Галиче. Для придания мозаикам соответствующих цветов употреблялись глинозем, кремнезем, окиси свинца, кальция, железа, магния, меди, марганца, натрия, закиси меди, серный ангидрид.

Мастерство ювелиров - эмальеров было известно на Руси еще в древности. Для докиевских эмалей характерна красная, голубая и зеленая окраска. А получали их при плавке медных окислов (с доступом воздуха или в присутствии олова и железной окалины для восстановителей). Распространение эмальерного производства в Киевской Руси базировалось на мощной местной сырьевой базе (изделия найдены в Белгороде, Вышгороде и др.) Киевские ювелиры в совершенстве владели техникой изготовления различных видов эмалевых сплавов: глухих, прозрачных, просвечивающих, расписных. Для облицовки пола и стен применялись полихромные поливные плитки. Эмалевая полива (желтая, синяя, зеленая и коричневая) наносились на основу из отмученной беловатой глины.

К XV-XVII вв. относится массовое производство печных изразцов, для изготовления которых необходимо было знать химию стекла, красителей, свойства глин и примесей. Так, жирные глины тяжело растворялись в воде, медленно высыхали и давали значительную усадку; «тощие» же содержали много примесей и были недостаточно пластичны. Улучшение качеств глины достигалось химическим и механическим воздействием. Для достижения лощеной поверхности готовую продукцию заглаживали, необходимый цвет подбирался за счет обжига с помощью специальной древесины; путем различного объема доступа кислорода (черный цвет). «Ценинными» назывались изразцы, покрытые поливой разных цветов. Для их приготовления обожженный изразец покрывали «ангобом» (светлой, тонко измельченной в воде глиняной кашицей), а затем, покрыв поливой, снова обжигали.

Производство порохов и зажигательных смесей, необходимых после появления к концу XIVв. огнестрельного оружия, относится к химии военного дела. В X в. русские воины во время похода на Царьград познакомились с «греческим огнем» - специальной зажигательной смесью, а в XVI-XVII вв. иностранцы поражались качеству русских гранат. Появление «серной» и «селитренной» повинностей русского населения было вызвано необходимостью наладить собственное производство серы и селитры. «Ямчуг» (сырая) или «литрованная» (очищенная) сера и селитра смешивались с различными органическими веществами и выдерживались в ямах годами, что приводило часто к пожарам ( в Москве в 1488 и 1500 гг.; в Пскове в 1507 г.) В «пушечных избах» калийную селитру перекристаллизовывали, добавляли различные горючие вещества. В конечном виде в готовые зажигательные смеси входили порох, селитра, смола, льняное масло, горючая сера. Для придания особого шума и эффективности к пороху добавляли сернистую сурьму и сулему.

Ценность нефтяных месторождений, по-видимому, стала известна Киевской Руси в тот момент, когда Византия стала проявлять повышенный интерес к нефти Тмутараканского княжества (Крыма) и запрещать генуэзцам посещать эту территорию.

Основными органическими красителями тканей являлись растительные краски практически всех расцветок, что подтверждается результатами раскопок в русских курганах XI-XIV вв. Из минеральных красителей была распространена охра, киноварь, лавра, синило, чернило, белила и др. Красители, употреблявшиеся для окраски тканей и вещей, применялись также писцами и иконописцами. Спрос на продукцию писцов, в свою очередь, влиял на увеличение производства красок и чернила. Древнерусские писцы переписывали рукописи чернилами типа туши. Так, писец «Изборника Святослава» пользовался «чернилом», киноварью, «синилом», ярью. По более поздним рецептам XV-XVII вв. для приготовления чернила, например, брали ягоды черники, настой ольховой коры на ржавом железе. Для придания определенной скорости стекания чернила с пера в него добавляли мед, камедь, желчь.

С принятием христианства и массовым строительством церквей возникла необходимость создания значительного количества икон и фресок. Наряду с минеральными пастами («вапами») активно применялись краски земляного происхождения, которые обычно растирали с хлебным квасом, рыбным клеем. Затем на деревянную, предварительно подготовленную и высушенную доску наносили подкладку из алебастра. Краску разводили на яичном белке, мездричном, меховом или рыбном клее, меду, желчи. Готовую икону покрывали для предохранения красочного слоя лаком из олифы.

Если ремесло писцов и иконописцев являлось привилегированным, то важнейший промысел на Руси - солеварение - было немыслимо без рядовых ремесленников. Соляные промыслы Белого моря, Старой Руссы, Галича, Соли Галичской, Вологды, Северной Двины и других районов снабжали Русь в необходимом количестве, выпаривая соль из соленой морской воды в специальных чанах-сковородках («цренах») или из соляного рассола, добываемого с большой глубины в различных районах страны. Доходность этого промысла была рано оценена церковью, взявшей в свои руки многочисленные варницы русского севера и центра России.

Знание химических свойств растворов и веществ было необходимо в кожевенном деле. Из кожи изготавливали обувь, шапки, пояса, сбрую, рукавицы, переплеты книг, чепраки, седла, ножны, колчаны, щиты, сумки, кошельки, мячи, маски. Древнерусские кожевники вымачивали кожу в чанах с раствором извести, затем бучили (квасили) ее без мездры и волос в киселе из пшеничных отрубей (для размягчения), дубили (заливали водой вместе с дубителями), сушили, промазывали жиром и красили.

Широко употреблялась смола (для промазывания лодок, пеньковых канатов) и деготь (для смазывания кожи, трущихся деревянных поверхностей, лекарств). Смолу добывали смолокурением в специальных ямах, куда загружали пни сосны. Огонь, разведенный сверху, вытапливал смолу, которая стекала по расположенным внизу ямы колодам.

К химии пищевых продуктов относится приготовление всевозможных напитков - хмеля, квасов, пива, вина, водок, медовух, использование березового сока. Для их приготовления брали хлебные злаки и дикорастущий хмель. Для изготовления браг и водок использовались прообразы современных самогонных аппаратов - перегонные кубы, трубки (змеевики), отводящие в кадку с водой газы, получавшиеся при брожении.

Изготовление моющих средств и косметики также было связано с химией. Так, костромское мыло расходилось по всей России. Для приготовления царского мыла в качестве добавок шли розовое масло и благовония. В обычное же твердое мыло вносили растворы поташа и соли. Стиральными составами были зольный щелок и «вараха» (прожаренные вместе зольный щелок и поваренная соль).

Косметика имеет древнее происхождение на Руси. Так, румяна готовили из краски - кармина. Белилами служили жженый свинцовый сурик, ртутные препараты. Бальзамирующие масла были высокоэффективными, что подтверждено великолепно сохранившимися набальзамированными телами М. Собакиной (умерла в 1571 г.) и сенной девушки М. Мнишек.

Таким образом, в течение X-XIV вв. металлурги и кожевники, аптекари и гончары, стеклоделы и писцы, иконописцы и ювелиры накапливали и совершенствовали химико-технические знания и практические навыки, вызвав появление в XV-XVI вв. массы отечественных сборников рецептов и наставлений. Процесс образования русского централизованного государства со сложной финансовой, податной, дипломатической системой аппарата управления способствовал концентрации и централизации деятельности по сбору химических знаний в отечественные рецепты, «Иконописные подлинники» и переводу книг таких западноевропейских алхимиков, как Вандер-Гейден и др. Однако переводные естественнонаучные работы по химии были оттеснены на задний план отечественными практическими сведениями, направленными на конкретизацию и усовершенствование ремесленного производства.