Элизабет Фулхейм ( фл. 1794) была одним из первых британских химиков, которая изобрела концепцию катализа и открыла фотовосстановление . Ее называли «первой женщиной-исследователем современной химии». [1] [2]
Хотя она опубликовала только один текст, она подробно описывает катализ как процесс в своей книге 1794 года « Очерк о горении с видом на новое искусство окрашивания и живописи, в котором доказано, что флогистонные и антифлогистонные гипотезы ошибочны». В книге подробно описываются ее эксперименты с окислительно-восстановительными реакциями и выводы, которые она делает относительно теории флогистона , в которой она не согласна как с флогистонцами, так и с антифлогистонцами. [3]
В 1798 году книга была переведена на немецкий язык Августином Готфридом Людвигом Лентином под названием Versuche über die Wiederherstellung der Metalle durch Wasserstoffgas. В 1810 году она была опубликована в Соединенных Штатах и получила признание критиков. [4] В том же году Фулхейм стала почетным членом Филадельфийского химического общества. [5] [6] Томас П. Смит аплодировал ее работе, заявляя, что «миссис Фулхейм теперь выдвинула такие смелые претензии к химии, что мы больше не можем отказывать полу в привилегии участвовать в этой науке». [1]
Элизабет Фулхейм публиковалась под своей замужней фамилией, как миссис Фулхейм. Она была замужем за Томасом Фулхеймом, врачом ирландского происхождения, который учился в Эдинбургском университете и изучал родильную горячку , будучи учеником Эндрю Дункана (1744–1828) . [7] [8] Доктор Томас Фулхейм был указан в Эдинбургских справочниках между 1784 и 1800 годами (площадь Бристо в 1784 году, улица Бристо в 1794 году, 9 Общество в 1799 году, площадь Брауна в 1800 году). [9] [10] [11] [12] [13] Сэр Бенджамин Томпсон , граф Рамфорд, называл ее «изобретательной и живой миссис Фулхейм», однако это мнение может отражать стиль ее книги. [14]
Работа миссис Фулхейм началась с ее интереса к поиску способа окрашивания ткани тяжелыми металлами под воздействием света. Первоначально она рассматривала возможность назвать свою работу «Эссе об искусстве изготовления тканей из золота, серебра и других металлов химическими процессами », но, учитывая «несовершенное состояние этого искусства», решила выбрать название, отражающее более широкие последствия ее экспериментов. [15] : viii–ix
«Возможность изготовления тканей из золота, серебра и других металлов с помощью химических процессов пришла мне в голову в 1780 году: проект был упомянут доктору Фулхейму и некоторым друзьям, и они посчитали его маловероятным. Однако через некоторое время я с удовлетворением реализовал эту идею в некоторой степени экспериментальным путем». [15] : iii
По-видимому, она была вдохновлена публикацией отчета о своих 14-летних исследованиях в результате встречи с Джозефом Пристли в 1793 году. [16] Фулхэм изучала экспериментальное восстановление солей металлов в различных состояниях (водный раствор, сухое состояние, а иногда и эфирный или спиртовой раствор), подвергая их воздействию различных восстановителей. [17] Соли металлов, которые она исследовала, включали золото, серебро, платину, ртуть, медь и олово. В качестве восстановителей она экспериментировала с газообразным водородом, фосфором, сульфидом калия , сероводородом , фосфином, углем и светом. Она открыла ряд химических реакций, с помощью которых соли металлов можно было восстановить до чистых металлов. [1] Рейнер-Кэнхэм считает своим самым важным вкладом в химию открытие того, что металлы можно обрабатывать посредством водного химического восстановления при комнатной температуре в качестве альтернативы плавке при высоких температурах. [1]
Ее теоретическая работа по катализу была «важным шагом в истории химии» [18], предшествовавшим как Йенсу Якобу Берцелиусу , так и Эдуарду Бухнеру . Она предположила и продемонстрировала с помощью эксперимента, что многие реакции окисления происходят только в присутствии воды , что они напрямую связаны с водой, и что вода регенерируется и обнаруживается в конце реакции. Кроме того, она предложила «узнаваемо современные механизмы» [18] для этих реакций и, возможно, была первым ученым, сделавшим это. Роль кислорода , как она ее описывает, значительно отличается от других теорий того времени. Основываясь на своих экспериментах, она не согласилась с некоторыми выводами Антуана Лавуазье , а также с теоретиками флогистона , которых он критиковал. [1] [19] Ее исследования можно рассматривать как предшественника работ Йенса Якоба Берцелиуса , однако Фулхейм сосредоточился именно на воде, а не на тяжелых металлах.
Кроме того, Эдер [ 20] в 1905 году и Шааф считают ее работу по химии серебра [21] важной вехой в зарождении и ранней истории фотографии. [22] [23] Работа Фулхейм о роли светочувствительных химикатов (солей серебра) на ткани предшествовала более известным фотограммным опытам Томаса Веджвуда в 1801 году. Однако Фулхейм не пыталась делать «изображения» или репрезентативные теневые отпечатки, как это делал Веджвуд, но она занималась фоторедукцией с использованием света. [24]
Помимо того, что ее книга была переиздана в Германии и Америке, эксперименты Фулхейм были рецензированы во французском журнале [2] и нескольких британских журналах, и получили положительные отзывы сэра Бенджамина Томпсона , графа Рамфорда и сэра Джона Гершеля [16] .
Согласно предисловию к ее книге, написанному ее американским редактором в 1810 году, ее работа была менее известна, чем могла или должна была быть, добавив, что «гордость науки возмутилась при мысли о том, что ее будет преподавать женщина». [25] [4] [26]
Фулхейм говорит об этом в своем предисловии к работе:
«Но осуждение, возможно, неизбежно: ибо некоторые настолько невежественны, что становятся угрюмыми и молчаливыми и леденеют от ужаса при виде чего-либо, что хотя бы отдаленно напоминает ученость, в какой бы форме это ни проявлялось; и если бы призрак явился в облике женщины , муки, которые они испытывают, были бы поистине ужасными».
Такая реакция, по ее словам, была особенно острой среди тех, кто занимал уважаемые должности, и кого она охарактеризовала как «диктаторов в науке». [15]
Фулхейм опубликовала свои эксперименты по восстановлению с использованием воды с металлами в книге в первую очередь для того, чтобы не быть «плагиатом». Она также описывает свою книгу как, возможно, служащую «маяком для будущих мореплавателей» (например, женщин), занимающихся научными исследованиями. Антуан Лавуазье был казнен за шесть месяцев до публикации ее книги и, таким образом, не мог ответить на ее теорию. Ирландский химик Уильям Хиггинс жаловался, что она проигнорировала его работу об участии воды в ржавлении железа, но великодушно заключил: «Я прочитал ее книгу с большим удовольствием и от всего сердца желаю, чтобы ее похвальному примеру последовали и остальные представители ее пола». [1] : 31 [4]
Работа Фулхейм была в значительной степени забыта к концу 19-го века, но была заново открыта Дж. У. Меллором. [ 27] В 20-м веке она была отмечена в Physics Today как первая, кто «систематически» изменил «условия своей реакции» и «обобщил целый класс реакций... восстановления металлов», а также первая, кто предложил объяснение ситуаций, когда «вода диссоциировала в свою ионную форму, облегчала промежуточные стадии реакции и регенерировалась к концу восстановления металла». [2]
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )