3А. Греко - єгипетська алхімія

Колискою алхімії був Стародавній Єгипет. Саме тут, як вже відзначалося, розроблені найповніші методики виробництва металів. Проте це все було таємницею, якою володіли небагато. До розповсюдження християнства ні в Греції, ні в Римі власні алхімічні дослідження не проводилися, там розроблялися тільки філософські теорії. З цього сполучення виникло поступово те, що стали називати "алхімія". Єгиптяни блискуче володіли прикладною хімією, яка, однак, не була виділена в самостійну галузь науки, а входила до "священного таємного мистецтва" жерців. Особливо бурхливого розквіту алхімія досягла в 100 — 300 р. н. е. в Александрії. Приблизно в 300 р. н. е. єгиптянин Зосима написав енциклопедію з 28 книг, що охоплювали всі знання з алхімії за попередні 5 — 6 ст., зокрема відомості про взаємоперетворення (трансмутацію) речовин. Розглянемо деякі конкретні приклади.

З металургійної практики було відомо, що золото часто знаходять в мідних рудах. Висновок: мідь може перетворюватися у золото. У більшій чи меншій мірі − це залежить від волі богів, які визначають міру цього перетворення (бо золотоносні руди завжди містили і мідь, тобто вони були "мідними" рудами, де перетворення Cu в Au пройшло переважно). Інші відомості привели до встановлення зв'язку між алхімічною металургійною практикою та магічними уявленнями. Так, число "7" вважалося священним (ще з часів Піфагорійської містичної філософії), а відомих металів теж було сім (шість згаданих у Старому Завіті, тобто золото, срібло, мідь, залізо, олово та свинець, а також ртуть). Поступово різні метали почали ототожнювати з символами небесних тіл: Сонце − Au, Місяць − Ag, Cu − Венера (дзеркало), Fe − Марс (зброя, бог війни), Рb − Сатурн, Sn − Юпітер, Hg − Меркурій. Це привело до появи певних значків і символів.

Практика також свідчила, що при перегонці ртуті утворюється залишок у вигляді порошку Au (Ag) − отже, ртуть могла перетворюватися в золото. І взагалі, Hg − це рідке срібло, якому потрібно лише додати твердості, щоб отримати справжнє срібло.

Ці всілякі спроби пояснити нібито взаємоперетворення металів привели до розробки таких важливих процесів, як очистка золота нагріванням його зі свинцем та селітрою, позолочення металів через їх амальгування. Ртуть широко застосовувалася для добування самородних Au й Ag з руд. Були удосконалені знання з виробництва кераміки, виготовлення глазурі (на основі сполук Pb, Sn). Єгипетські алхіміки відкрили нашатир (NH₄C1). Він добувався частково як природний продукт з води деяких оазисів, частково з сечі верблюдів.

3В. Арабська алхімія

До початку VII ст. араби жили в основному на території Аравійського півострова, але поступово починають просування на Захід і Північ. У VII -VIII ст. вони утворили величезну феодальну державу, яка на Сході сягала теперішніх Узбекистану та Туркменістану, а на Заході охоплювала всю Північну Африку разом з теперішньою Іспанією. Центром держави був спочатку Дамаск, а згодом (VIII - X ст.) - Багдад. Після завоювання країн античного Світу араби засвоїли греко-східну культуру, яка зберігалася протягом століть т. зв. александрійською школою (гідне жалю, що при штурмі арабами Александрії згоріла знаменита Александрійська бібліотека, в якій були зібрані твори майже всіх філософів античної доби). Усе ж до рук арабів потрапило багато праць грецьких і римських учених. Араби доповнили ці відомості знаннями, винесеними з Індії, Китаю. З цього конгломерату знань, теорій і виникло те, що стали називати алхімією (до слова "хімія" додали арабський префікс "ал-"). Уже на початок IX ст. араби мали власну алхімію, яка істотно відрізнялася від релігійно-містичної єгипетсько-грецької хімії останнього її періоду. У творах арабських авторів раннього періоду майже цілком відсутня містика і таємничість. Усі описи операцій викладені ясною і зрозумілою мовою, без алегорій та яких-небудь шифрів.

Стимулом арабської алхімії було прагнення задовольнити вимоги прикладних наук, насамперед фармакології та медицини. Після проникнення в Європу араби створили там багато наукових центрів, куди з Європи їхали люди (переважно грамотні, якими тоді були лише представники знаті чи монахи) для вивчення різних наук. Так алхімічні знання арабів поступово проникають у Європу, але розповсюджуються вони спочатку повільно. Зазначимо, що народи Західної Європи познайомилися з грецькою атомістикою в значній мірі завдяки арабській філософії. Як писав у XIX ст. знаменитий німецький дослідник Гумбольдт, араби вивели Європу зі стану здичавіння, в якому вона знаходилася протягом кількох століть в результаті нашестя варварів. З найвидатніших науковців тієї пори, твори яких значно вплинули на розвиток хімії в пізніші часи, в першу чергу варто назвати Джабір-ібн-Ґайяна (721-815), лікаря і алхіміка, відомого в Європі під іменем Ґебера. Він залишив багато книг з медицини, алхімії, математики, філософії, фізики ("Книга про отрути", "Книга сімдесяти"), хоча не всі ці книги написані ним, скоріше його учнями. Ґебер був послідовником учення Аристотеля про походження металів і мінералів. Він уважав, що всі метали в природі є результатом сполучення в різних пропорціях Hg + S. Це потім перебрали європейські алхіміки. Саме Ґебер вперше отримав і описав нітратну кислоту, царську воду, ляпіс, сулему та інші важливі реактиви.

Відомий також арабський алхімік Абу-Бекр Мухамед-аль-Разі (866-925), по-європейському Разес. Він був послідовником Ґебера і дотримувався експериментального напрямку в алхімії. Написав 15 книг з алхімії, в т.ч. "Зведення дванадцяти трактатів", "Книга секретів". Він уперше дав класифікацію хімічних реакцій і сполук, яка ґрунтувалася на експерименті, була точною і ясною. Хімічні речовини Разес розділяє на 4 групи: рослинні, тваринні, похідні (продукти хімічної обробки перших) і мінеральні. Він також наводить список приладів та інструментів, якими користувались алхіміки. Попри ці всі досягнення Разес також займався пошуками "еліксиру життя" і вірив у взаємоперетворення металів.

Важливим арабським науковим центром на той час була Середня Азія (Самарканд, Ургенч,Бухара). У X ст. там жив і діяв таджицький учений Абу-Алі-ібн-Сіна (по-європейськи Авіценна).

Він володів усіма науковими знаннями своєї епохи, звів їх у доступну систему. Особливе значення він надавав воді, яка все розчиняє, утворює, скріплює. В окремих випадках він пов'язував розчинення у воді з певними перетвореннями. При цьому особливе значення надавалося мінеральним водам, бо вони містять розчинені метали, солі. З усіх вод найкращим розчинником є "очищена" (дистильована) вода, яку можна добути зі звичайної. З металів Авіценна особливу увагу звертає, як і інші алхіміки, на ртуть, але найдосконалішим вважав золото. Солі деяких металів він рекомендував як зовнішній лікувальний засіб. Він описав застосування солей стибію, свинцю, а також мідного купоросу для лікування хвороб очей. Авіценна не визнавав ідеї взаємоперетворення металів, хоча і допускав можливість їх отримання зі ртуті. Мабуть, тут він мав на увазі амальгування. Рецептами Авіценни користувалися лікарі, алхіміки понад 500 років.

У цілому алхімія в арабів розвивалася якихось 5 століть (VII -XI). Але з початком XI ст. арабська держава починає розпадатися, утворюються окремі халіфати. Виникає загроза знищення високої арабської культури з боку турків. У цих умовах наука відходить на другий план. Алхімія поступово приводить арабів до містицизму, до алегорій, і занепадає. Проте в цілому ми повинні констатувати, що араби протягом кількох віків зберегли античну науку, доповнили її своїм вкладом, і передали її європейським народам.

3С. Західна алхімія.

Як було зазначено, через арабів, Візантію та Іспанію алхімія проникла в Європу і набула тут значного розвитку. Серед алхіміків з'явилося багато представників католицького духівництва, знаті − князів, королів. Поступово алхіміки розповсюджуються в усіх головних тоді західних країнах: Іспанія, Франція, Італія, Німеччина, Англія.

Свої зусилля європейські алхіміки спрямовували на пошуки "філософського каменю" як універсального цілющого засобу, придатного також для добування золота. Свої рецепти зі зрозумілих причин вони висловлювали в таємничих, алегоричних формах. Водночас поряд зі цими дослідженнями йшло накопичення експериментальних фактів (з IX до XIII століття). Водночас без змін залишалися теоретичні уявлення, запозичені алхіміками в арабів. Не зважаючи на ці протиріччя, європейська алхімія дала науці ряд визначних імен, на яких ми коротко зупинимося.

Альберт Больштедтський (Великий) (1193-1280) народився в Больштедті (Німеччина), навчався в Італії. Домініканський монах, 1260 року став єпископом Реґенсбурзьким. Був переконаним алхіміком. Хоча й вірив у взаємоперетворення металів, проте зазначав, що ще не зустрічав нікого, хто би це здійснив. Він знав, що срібло легко сплавляється із золотом. З цього робився висновок про можливість перетворення Ag в Аu. Потрібно тільки змінити колір і густину Ag. Як і його попередники, він вважав, що метали складаються з трьох начал: Hg, S і Н₂О. Він добре знав металургійні процеси, працював над їх удосконаленням, зокрема займався отриманням сплавів.

Англійський алхімік Роджер Бекон (1214-1294) − це одна з найбільш яскравих постатей Середньовіччя. Він цікавився різними науками, в тому числі й алхімією, але цією останньою − не з метою збагачення. Бекон дуже велику надію покладав на дослід, бо вважав, що практика є критерієм знань. За це навіть був запідозрений у магії і довго сидів у тюрмі, хоча й був монахом. Вивчав властивості селітри, зробив епохальне відкриття − розробив рецептуру виготовлення чорного пороху (1242).

Раймонд Луллій (1236-1315) був іспанським теологом і граматиком, але мав дуже широкий світогляд. Певну увагу приділяв і алхімії. Він вірив у перетворення металів, займався філософським каменем, чим накликав на себе гнів церкви. Вважають, що він є автором таких книг, як "Досліди", "Скорочене послання про камені", "Заповіт про загальне хімічне мистецтво". Йому належить фраза: "Якби море складалося б зі ртуті, я би перетворив його в золото". А як це зробити, описано в його "заповіті". Варто процитувати:

"Візьми шматочок цього дорогоцінного медикаменту величиною в бобину. Кинь його на 1000 унцій ртуті − вона перетвориться в червоний порошок. Додай унцію цього порошку до 1000 унцій ртуті − і вона також перетвориться в червоний порошок. Якщо ж узяти унцію цього порошку і кинути на тисячу унцій ртуті − то вона перетвориться в медикамент. Унцію цього медикаменту потрібно кинути на нову тисячу унцій ртуті − і вона теж перетвориться в медикамент. Кинь унцію цього медикаменту на нову тисячу унцій ртуті − і вся вона перетвориться в золото, яке краще від добутого з руд".

Луллію приписують таке визначення алхімії: "Алхімія − це вельми необхідна божественна частина таємної натуральної філософії, яка складає й утворює єдину, не всім відому науку і мистецтво, яка вчить чистити й очищати дорогоцінні камені, які загубили цінність, відновлювати немічні та хворі людські тіла і приводити їх у належний стан, а також перетворювати всі метали у справжнє срібло, а потім і в золото шляхом єдиного загального медикаменту, до якого зводяться всі часткові медикаменти."

Василь Валентин (XV ст.) - німецький монах, який буцімто об'єднав усі відомі тоді знання з хімії. Правда, дехто ставить під сумнів саме існування цієї постаті. Справа у тому, що поруч зі згаданими видатними алхіміками й іншими, не згаданими і не відомими нам алхіміками, які трудились у своїх монастирських келіях над алхімічними проблемами, було багато більш або менш відомих шарлатанів, які з апломбом оголошували себе володарями філософського каменю чи способу отримання золота. З них можна назвати Джузеппе Бальсамо або графа Каліостро, пригоди якого описані в літературі, зокрема, в Олександра Дюма. Ці авантюристи, або «фальсифікатори металів», як їх називали, часто писали квазі-алхімічні трактати, подаючи авторами відомі постаті - від Ґебера до Василя Валентина...

Так чи інакше, але відомості, що дійшли до нас від В.Валентина, справжнього чи видуманого, твердять, що сіль входить до начал металів. А метали походять від небесних тіл (про це вже згадувалось). До його праць належить і "Тріумфальна колісниця антимонію", де описано оксиди та сульфіди стибію. В.Валентин указав також на спосіб отримання хлоридної кислоти ("соляний спирт") дією купоросної олії (Н₂SО₄) на морську сіль (NaС1).

Зупинимось тепер на реальних результатах, досягнених західною алхімією.

У XIV ст. стало відчутним розчарування в безрезультатних пошуках філософського каменя. Тому алхіміки поступово повернулись до теорії, яка твердила, що складовими частинами металів є Hg та S, i ввели ще додатковий компонент − сіль. Невдачі спроб перетворити Hg в Аu пояснювались нестійкістю Hg до вогню, тому треба було ввести третій компонент. Проте, як ми тепер розуміємо, і цей шлях був хибний.

Усе ж напрацювання західних алхіміків було значним. Вже існували знання про карбонати і гідроксиди лужних металів, при цьому чітко розмежовувалась сода від поташу. Були відомі сульфатна кислота (купоросна олія − нагріванням залізного купоросу):

FeSО₄ . 7H₂О =(FeOH)₂ SО₄ +SО₃ + 6Н₂О,

або KNO₃ + S = KNO₂ + SO₃.

По-латині купорос − vitriol, звідси H₂SO₄ - spiritus vitrioli.

Також була відома НС1 − spiritus salis, бо отримувалася з морської солі:

NaCl + H₂ SO₄ = HCl+Na₂SО₄.

Нітратна кислота (aqua fortis) була отримана нагріванням суміші селітри, мідного купоросу та галуна:

KNO₃ + CuSO₄∙5H₂О = К₂SO ₄ + (CuOH)₂SO₄ + HNO₃ .

На її основі вже в XII-XIII ст. вміли добувати царську воду взаємодією HNO₃ + NH₄C1.

Набагато детальніше були вивчені солі. Їх називали за походженням: NaCl - sal maris, KNO₃ - sal petras. Була відома реакція нейтралізації: кислота + основа = сіль + вода.

Навчилися штучно отримувати селітри:

HNО₃ + К₂СО₃ = KNО₃ + СО₂ + Н₂О

Правдоподібно, ця реакція була відкрита випадково, але потім подібний спосіб широко застосовувався (з наступною кристалізацією солей).

Глибше були вивчені солі амонію. Крім водного розчину аміаку ("леткий луг − alcali volatile") отримували різні солі амонію, які розпізнавали за їх леткістю при нагріванні. Амоній карбонат отримали спочатку з сечовини (вона містить карбамід), але потім це робили простіше:

2NH₄СІ + Na₂СОз = (NH₄ )₂СО ₃ + NaCl

Було отримано арґентум нітрат і помічено, що хлоридна кислота дає з ним осад:

AgNO₃ + НСl = AgCl + HNO₃

Також було відкрито явище витіснення одних металів з їх солей іншими металами:

AgNO₃ + Cu = Cu(NО₃)₂ + Ag

До цього варто додати, що ще з X ст. араби вміли осаджувати мідь з розчину її сульфату:

Cu²⁺ +Fe = Fe²⁺ + Cu

Правда, алхіміки вважали, що виділені Ag чи Cu "створені заново", але відкриття цих реакцій мало позитивне значення. Було встановлено, що кіновар можна отримати прямим синтезом:

Hg + S = HgS

Навчилися синтезувати й інші сполуки ртуті.

Сулема: Hg + NaCl + KNО + FeSО₄·7H₂ O = HgCl₂ +

NO + (FeOH)₂SO₄ +H₂O

Простішим способом отримали меркурій нітрат і інші похідні:

Hg + HNО₃ = Hg(NO₃)₂ + NO + H₂О,

Hg + Н₂SО₄ = HgSО₄ + H₂О + SО₂,

HgSО₄ + Н₂О = HgSО₄.2HgO + H₂SО₄,

Hg +О₂ = HgO

Поглибилися знання про сполуки заліза. Зокрема, після прожарювання купоросів або Fe-галунів отримували суміш оксидів заліза, які називались "caput mortum" ("мертва голова") або "колькотар".

Цинк у вигляді сполук був відомий ще арабам (ZnO − (філософська шерсть"), також ZnSО₄.

Уже вміли виділяти стибій з природного так званого сурм'яного блиску:

Sb₂ S₃ + Fe = FeS + Sb

Правда, тоді Sb вважали різновидом свинцю ("сурм'яний свинець"). У "Тріумфальній колісниці антимонію" дається опис Sb, його сплавів, геміпентасульфіду, "сурм'яного масла" (SbCl₃), оснóвного стихій хлориду ("ангельський порошок" − для лікування).

Арсен був відомий у вигляді ряду сполук, а потім виділений у вільному стані. Була підмічена його здатність надавати білий колір міді, тому отримав назву "medicina Venerene dealbans" -"ліки, що відбілюють Венеру (символ міді)". Отруйні властивості арсен сесквіоксиду були відомі ще з доалхімічного періоду.

В удосконалення металургії алхіміки майже нічого не внесли, зате досягли успіхів у технології бродіння (вино, оцет). Якраз вони й розробили спосіб отримання чистого спирту перегонкою вин, горілки. Перегінні апарати застосовувались в Італії вже з XI ст. і швидко поширились. Уже була відома ацетатна кислота (отримано шляхом перегонки оцту).

Крім перегінних апаратів, були розроблені водяні бані, піщані бані, прийоми фільтрування, випаровування, кристалізації, сублімації. Так були підготовлені умови для ліпшого знайомства з хімічними сполуками, їх застосування в медицині і практичному житті.