Йохан Рудольф Дейман: амстердамский врач, который расщепил воду

В 1789 году, за одиннадцать лет до изобретения электрической батареи, двое амстердамцев расщепили воду, используя только статическое электричество, и соединили её обратно, сжигая полученные части. Йохан Рудольф Дейман и Адриан Патс ван Троствойк пропустили искру через тонкую трубку с водой с помощью электростатической машины, собрали газ и показали, что при сгорании он снова превращается в воду. Это был первый в истории электролиз воды, выполненный практикующим врачом и купцом-любителем в частной лаборатории в стране, которая тогда погружалась в политический хаос.

Сирота из Восточной Фризии

Дейман родился 29 августа 1743 года в Хаге, Восточная Фризия, в семье юриста Альбертуса Деймана и его жены Фольке Хиддес. Его мать умерла, когда он был маленьким; отец скончался около 1758 года, оставив его сиротой в подростковом возрасте. Он стал учеником аптекаря в Леере — это ремесло позволило мальчику без отца приобщиться к научной работе, не требуя денег.

Аптека в XVIII веке давала необычайно хорошее химическое образование. Это означало ежедневную работу с реактивами, проведение дистилляций и кристаллизаций, а также обучение поддержанию чистоты препаратов. Оттуда Дейман отправился в Галльский университет, где изучал медицину и философию под руководством Адольфа Бёмера и в 1770 году получил степень, защитив диссертацию о жизненных показаниях. Затем он начал врачебную практику в Амстердаме.

Кружок

Медицина оплачивала его счета. Химия была тем, чему он посвятил остаток жизни, и делал это в компании. Его долгое сотрудничество с Адрианом Патсом ван Троствойком определило карьеру обоих, и вокруг них собралась небольшая группа — включая ботаника и химика Николаса Бондта — которая встречалась, чтобы изучать химию как друзья. В 1791 году они формализовали это как De Bataafsche Societeit (Батавское общество), которое со временем выросло в Королевское нидерландское химическое общество. Дейман был избран членом Голландского общества наук (Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen) в Харлеме в 1783 году.

У группы была цель. Кислородная химия Антуана Лавуазье разрушала теорию флогистона, которая организовывала предмет в течение столетия, и нидерландский кружок стал главным каналом, через который антифлогистическая система проникла в Нидерланды. Сам ван Троствойк отказался от флогистона около 1788 года. В 1790 году это не было нейтральной научной позицией; это была партийная приверженность французской революции в химии, принятая людьми в республике, которая вот-вот должна была быть захвачена революционной Францией.

Вода

Эксперимент 1789 года — это работа, которая осталась в веках. Лишь за несколько лет до этого было доказано, что вода является соединением того, что мы сейчас называем водородом и кислородом, и демонстрация шла только в одном направлении: сжечь газы, получить воду. Дейман и ван Троствойк проделали это в обратном порядке. Используя электрические аппараты того типа, который Мартинус ван Марум довел до совершенства в Харлеме, они разложили воду с помощью электрической искры, собрали полученный газ, а затем рекомбинировали его путем сгорания.

Это двустороннее доказательство — разложить, собрать обратно, объяснить всё — делает химическое утверждение обязательным, а не просто предположительным. Это также, хотя никто не мог этого видеть в 1789 году, прообраз каждого электролизера, построенного сегодня для производства водорода.

Пара продолжила работу. В 1790 году они опубликовали отчеты об электрической машине и экспериментах, которые проводили с ней, пропуская искры через ряд газов и оксидов металлов. Искра в кислороде вызвала резкий запах, который они отметили, не понимая его природы — это был озон, который будет назван и идентифицирован лишь полвека спустя.

Голландская жидкость

Другим долговечным продуктом кружка было соединение. Работая с ван Троствойком и Бондтом, Дейман получил 1,2-дихлорэтан из хлора и «маслородного газа» (этилена, полученного действием концентрированной серной кислоты на спирт). Маслянистый результат настолько прочно ассоциировался с группой, что химики называли его голландским маслом или голландской жидкостью, и это название сохранялось поколениями. Этилен долгое время был известен как маслородный газ именно потому, что он производил это масло. Это соединение было одним из первых намеренно созданных хлорорганических веществ, и линия от него ведет прямо к промышленной химии следующего столетия.

Почему Йохана называют гением

Качество, проявленное в лучших работах Деймана, скорее экспериментальное, чем теоретическое: способность увидеть, что инструмент, созданный для одной цели — электростатическая машина, по сути, прибор для демонстрации физики — может быть направлен на химический вопрос и дать ответ, который никто не извлекал ранее. Переход границы между дисциплинами в эпоху, когда они только формировались, требовал особого воображения. То же самое касалось и дисциплины доказательства: разложение и ресинтез в одной статье, чтобы результат нельзя было оспорить.

Контраргумент существенен и заслуживает того, чтобы быть озвученным без колебаний. Дейман никогда не работал в одиночку. Каждый из его значимых результатов несет по крайней мере еще одно имя, обычно ван Троствойка, и историки химии обычно рассматривали ван Троствойка как старшего партнера. Он не предлагал собственной теории; он был исключительно способным исполнителем и защитником чужой — теории Лавуазье. И его главное достижение было превзойдено с жестокой скоростью: в течение одиннадцати лет Уильям Николсон и Энтони Карлайл повторили электролиз воды с помощью нового столба Вольты, получили газы в чистом виде на отдельных электродах и фактически основали электрохимию. Версия Деймана со статической искрой стала сноской в истории того, что она начала.

Что остается, так это приоритет и строгость. Он был первым, он был осторожен, и эксперимент, который он провел в 1789 году, является отправной точкой технологии, которая сейчас занимает центральное место в мировых энергетических планах. Это реальное утверждение, и его не нужно раздувать.

Наследие

Ближе к концу жизни Дейман был назначен врачом Луи Бонапарта, установленного его братом королем Голландии — странная последняя честь для человека, который провел свою карьеру, импортируя французскую химию в нидерландскую республику, которой больше не существовало. Он умер 15 января 1808 года, через год после назначения.

Общество, которое он помог основать, существует до сих пор. Как и фраза голландская жидкость, до сих пор иногда используемая для 1,2-дихлорэтана. И каждый водородный электролизер, строящийся сегодня, восходит через длинную цепь улучшений к тому моменту в 1789 году, когда врач в Амстердаме пропустил искру через трубку с водой и увидел, как она распадается.