Химические иероглифы: от древнего Египта до Лавуазье

Когда говорят «иероглиф», обычно вспоминают древнеегипетские стилизованные рисунки и таинственные китайские значки, обозначающие слоги, целые слова и понятия. Можно считать, что знаки любого алфавита — это тоже иероглифы, только они обозначают отдельные звуки. Тогда и уравнение химической реакции записывается иероглифами. У химиков сплошь и рядом встречаются значки, по сути, очень близкие тому, что мы привыкли считать иероглифами. Среди них и всем известные  или  ,и менее известные, например  (9-борабицикло[3.3.1]нонан).

Свои самые первые символы химики, точнее, алхимики, заимствовали у небесных тел, сопоставляя знаки планет с известными им металлами (см. «Химию и жизнь», 2013, № 2), а также у египетских иероглифов, например, знак воды . Важнейшими знаками оставались главный алхимический символ — философский камень  , или  , и четыре первоначала древнегреческих философов — огонь , земля , воздух  и вода . А их совокупность могла обозначаться символом  или . Искусство алхимии в целом обозначали символами , , или  а знак  означал тайное, эзотерическое учение.

Постепенно, по мере приобретения знаний о веществах и их свойствах, список условных обозначений расширялся и к середине XVIII века стал необъятным. Множество символов с их толкованием вошло в 28-томную Энциклопедию Дидро и Д’Аламбера, которая выходила с 1751 по 1772 год. Основная проблема была в том, что очень часто в разных трактатах одному веществу соответствовали разные символы: алхимики разных стран и разных школ использовали свои обозначения. Например, помимо наиболее часто встречающегося символа золота , этот важнейший для алхимиков металл мог обозначаться также знаками , , , , , , , , и другими. А в энциклопедии Дидро последних два символа означают... стекло. Отпечатанный в 1701 году в Нюрнберге «Латинско-немецкий химико-фармацевтический лексикон Иоганна Зоммергофа» дает 37 разных символов для слова aurum и 14 для слова acetum (уксус). Вот примеры последних: , , , , , . Множество различных символов можно найти в алхимических трактатах для ртути — важнейшего металла, из которого они, в частности, хотели получить тот самый aurum.

Чтобы внести хоть какой-то порядок в эту кашу, алхимики склеивали разные знаки. Так, соединенные знаки серебра  и золота дали символ их сплава — электрума . Сплав серебра с медью (знак ) дал символ . Аналогично построены символы позолоченного серебра , позолоченной меди , посеребренной латуни  (соединение символов серебра и латуни ; последний напоминает знак меди). «Ручка зеркала Венеры» то есть крестик в символе меди, присутствует у алхимиков в обозначениях различных производных меди, таких, как медный купорос , кристаллы ацетата меди , мышьяковистая медь  (  или  — символы мышьяка), желтая медная руда (медный колчедан, халькопирит)  или . А любой медный сплав мог обозначаться крестиком в кружочке . Сочетанием символов золота и железа  алхимики обозначали ferrum auretum — некий минерал железа золотистого цвета, вероятно, железный колчедан, пирит, природные кристаллы которого блестят, как золото. Хотя для пирита могли также использовать знак . Отдельные элементы из наиболее распространенного символа серы  могли обозначать самородную серу , серную печень , сернистое соединение металла (сульфида) , серную кислоту  и купоросное масло , сульфид мышьяка  (минерал реальгар As₄S₄), а также таинственную «серу мудрецов» . Были у алхимиков и обозначения таких веществ, как глина ,  или , стекло ,  или , чернила , моча , тальк , масло , поваренная соль  (хотя для нее существовали и другие символы, причем отдельные для каменной соли и морской соли, а также для соленой воды), камфора , воск , песок , мыло  или , клей  и даже конский навоз  или . Видимо, он был важным ингредиентом.

Отдельные символы изобретались неведомыми творцами для обозначения различных процессов, а также лабораторного оборудования: разделение , смешивание , осаждение , ферментация (брожение) , измельчение , растворение . Множеством значков могли обозначать тигель, разные типы плавильных печей — с дутьем и без него, перегонные кубы разной конструкции... Если учесть, что алхимические тексты писались для адептов, так, чтобы непосвященные и конкуренты не могли их прочитать, становится понятным, почему расшифровка алхимических трактатов до сих пор весьма произвольна.

К началу XVIII века алхимия начала постепенно превращаться в научную химию. В 1718 году парижский профессор медицины Этьен Франсуа Жоффруа-старший опубликовал «Таблицу сродства». В верхнем ее ряду помещены символы 16 наиболее распространенных веществ (кислоты, щелочи, металлы, сера, вода, спирт и другие), а под ними, в 16 колонках, следуют более полусотни веществ в порядке уменьшения «сродства» к веществу верхнего ряда. Таблица в какой-то мере помогла упорядочить хаос обозначений, ими пользовались такие известнейшие химики, как Пьер Жозеф Макёр (1718—1784), Торнберн Улаф Бергман (1735—1784), Карл Вильгельм Шееле (1742—1786), Антуан Лоран Лавуазье (1743—1794) и другие. Вот, например, как описывает Шееле получение открытого им (независимо от Пристли) нового газа — кислорода: «  rubr. сessit multo   non  fix, parum admodum  rubro flavis et  viv». В переводе с алхимического это означает: «При нагревании красной окалины ртути образуется много купоросного газа, не образуется фиксированного воздуха, очень мало красно-желтого сублимата и живая ртуть». Этот перевод требует пояснений. «Красная окалина ртути» — это красная модификация оксида ртути. «Купоросный газ» — кислород. Такое странное его название связано с тем, что ранее Шееле получил этот газ нагреванием крепкой серной (купоросной) кислоты с пиролюзитом: 2MnO₂ + 2H2SO₄ → 2MnSO₄+ 2H₂O+O₂. «Фиксированный воздух» — это углекислый газ, а «живая ртуть» — жидкая ртуть. Осталось разобраться с красно-желтым сублиматом. Очевидно, это смесь красной и желтой модификаций HgO. Но оксид ртути не возгоняется, а разлагается. Вероятно, пары ртути при высокой температуре могли вступать в обратную реакцию с кислородом, образуя налет на стенках реторты. Современная запись этого процесса несколько короче:

У Лавуазье также можно найти старинные алхимические обозначения. Так, в результате анализа образца «chaux de fer» (оксида железа(II), дословно — железной извести) он нашел, что в нем содержится 0,200 livres (фунтов) железа  и 0,058 livres «principe oxygene» (дословно — кислородного начала) . Это хорошая точность: мольное соотношение Fe:O получается 1:1,012.

Быстрый прогресс в записи химических формул и уравнений произошел в первой половине XIX века, и они стали куда более удобными. Но об этом — в следующей статье.