Глава II. Превращение жидкостей (реакции обменного разложения)

Обстановка "магического кабинета", где я собираюсь демонстрировать вам серию опытов, подтверждающих перечисленные выше свойства "трех китов химии", весьма несложна. Стол, пара совершенно одинаковых бутылок из бесцветного стекла, полдюжины тонкостенных чайных стаканов - вот и все, что пока мне понадобится.

Стол может быть заменен низеньким шкафом с раскрытыми дверцами, либо обыкновенным столом с табуретом или перевернутым вверх дном ящиком под ним. В последнем случае пространство между верхним краем стола, обращенным к зрителям, и полом должно быть закрыто свесившейся со стола скатертью.

Рис. 5. Пробирка

Стаканы, если не гнаться за сценичностью опытов, можно заменить пробирками (рис. 5) - открытыми цилиндриками с тоненькими стенками, применяемыми в лабораториях.

Рис. 6. Банка

На скрытой от взоров зрителей полке стола-шкафа помещаю запас реагентов (химических веществ, нужных для опытов): твердых - в баночках (рис. 6), растворенных - в склянках (рис. 7).

Рис. 7. Склянка

Те и другие - с притертыми стеклянными пробками; на тех и других наклеены ярлычки с названиями веществ, в них содержащихся. Тут же в углу, на всякий случай, - противоядия против некоторых ядовитых веществ, без которых в этой серии опытов не обойдешься^*.

^* (См. дополнение в конце книжки, с которым, повторяю, советую ознакомиться раньше, чем приступить к опытам.)

Сядьте невдалеке против стола и смотрите внимательно: я начинаю.

Молоко... из воды

У известного американского писателя Брет-Гарда в повести "История одной руды" есть такая сценка:

"Незнакомец обмакнул в склянку сухую былинку и стряхнул с нее каплю в воду. Вода осталась такой же чистой и прозрачной, как прежде.

- Теперь брось туда щепотку соли.

Кунго повиновался. В ту же минуту на поверхности воды показался беловатый пар, и вся вода стала молочного цвета.

- Это колдовство! - воскликнул Кунго.

- Это хлористое серебро! Неуч!"

Какая реакция описывается здесь романистом и верно ли она описана?

Следующий опыт даст вам ответ на эти вопросы.

На столе пустой стакан. Можете осмотреть его, - в нем нет ничего магического; стакан как стакан.

Два таких же стакана, наполовину налитых каждый, насколько можно судить по виду, прозрачной чистой водой, держу в правой и левой руке.

Я сливаю воду из обоих стаканов одновременно в стакан, который стоит на столе (рис. 8).

Рис. 8. Молоко из воды

Чудеса! Лил воду, а стакан наполнился... молоком.

Но стоит подождать несколько минут, и иллюзия рассеивается - густой белый творожистый осадок опускается на дно стакана, а вода над осадком снова становится прозрачной.

Поэтому, если, повторяя мой опыт, вы не захотите испортить его эффект, немедленно прячьте стакан с "молоком" в стол и переходите к другим фокусам. Я же открою вам секрет превращения.

В стаканах, которые я держал в руках, была налита не вода, а прозрачные водные растворы: в одном - обыкновенной поваренной соли (хлористого натрия), в другом - ляписа (азотнокислого серебра). Имейте в виду, что ляпис ядовит, обращайтесь с ним с особенной осторожностью, в руки не берите, вынимайте его из баночки, в которой храните, пинцетом (рис. 9); баночка должна быть из темного стекла, так как на свету ляпис разлагается. На этом, между прочим сообщу вам, и основано его применение в фотографии. Растворять азотнокислое серебро необходимо в перегнанной (дистиллированной) воде, купленной в аптеке, так как в обыкновенной воде оно дает муть.

Рис. 9. Пинцет

При сливании растворов произошла химическая реакция (взаимодействие) - соли обменялись металлами, входившими в их состав. Получились: хлористое серебро, нерастворимое в воде и вскоре осевшее в виде снежно-белого осадка, и азотнокислый натрий (селитра), оставшийся в растворе. В последнем нетрудно убедиться, если, осторожно слив жидкость с осадка, выпарить ее в фарфоровой чашечке на спиртовой лампе. Когда вода выкипит, на дне останутся кристаллики селитры.

Маленькое замечание практического характера: оттого-то и нельзя растворять ляпис в водопроводной воде, что самая, казалось бы, чистая и на вкус совершенно пресная вода содержит всегда в растворе хотя бы следы поваренной соли. В лабораториях пользуются описанной реакцией для определения количественного содержания в воде хлористого натрия. Осадив его полностью из отмеренного количества испытуемой воды, осадок высушивают и взвешивают. Химические соединения, в отличие от простой смеси веществ, происходят лишь при наличии строго определенных весовых отношений между составляющими их веществами. Зная вес образовавшегося хлористого серебра, химик умеет вычислить, какое количество соли было в испытуемой воде.

Вода и вино в одной бутылке (Химические индикаторы)

А теперь, если хотите, я могу налить вам либо вина, либо воды, по вашему указанию, из... одной и той же бутылки.

Пожалуйста, осмотрите ее перед началом опыта.

Это убедит вас, что в бутылке не вино, а самая обыкновенная вода.

Вы просите налить вина.

Наполняю из бутылки один из стоящих передо мною стаканов, и по красивой окраске жидкости вы можете судить что перед вами красное вино.

Но мне хочется выпить воды. Я переливаю вино в другой стакан, и оно снова превращается в воду (рис. 10).

Рис. 10. 'Превращение вина в воду'

Но пить воду эту нельзя. И вот почему.

В бутылку налита действительно простая вода, но к ней было предварительно прибавлено несколько капель раствора фенолфталеина (ядовит!). На дно первого стакана я налил еще до начала опыта немного крепкого раствора соды, на дно второго - такой же раствор виннокаменной кислоты.

Фенолфталеин краснеет в щелочах и солях с преобладающими щелочными свойствами. Сода (углекислый натрий) как раз и есть такая соль. Она образована очень слабой угольной кислотой и резкой щелочью - едким натром. Кислоты разрушают эту окраску, поэтому при переливании окрасившегося от соды раствора в стакан с виннокаменной кислотой он снова обесцветился.

Кстати, о фенолфталеине.

Он постоянно применяется в химических лабораториях, служа для указания появления и исчезновения щелочной реакции растворов в так называемом объемном анализе веществ. Как и лакмус, он, следовательно, является химическим индикатором, то-есть указателем реакции.

Заменяя фенолфталеин другой искусственной органической краской - метилоранжем, дающим желтую окраску в щелочах и красную в кислотах, можно в нашем опыте налить из бутылки с водою в один стакан белого вина, в другой - красного, а в третий - чистой воды.

Но и в этом случае пить налитые "вина" нельзя!

Превращение воды в чернила и обратно

Передо мною две бутылки - одна с водою, другая - пустая, и четыре стакана. Лью в них воду из бутылки, и вы видите, что в четных по порядку стаканах она превращается в чернила, а в нечетных остается сама собою.

Отлейте немного полученных чернил в пузырек и при случае удостоверьтесь, что ими отлично можно писать.

Беру пустую бутылку и сливаю в нее содержимое из всех стаканов. Встряхиваю бутылку, взбалтываю жидкость. Как видите, бутылка полна чистой воды. Чернил как не бывало!

Чтобы показать вам этот фокус, я предварительно в воде первой бутылки растворил с пол-ложки таннина. Таннин - это сложное дубильное вещество, заключающееся в так называемых чернильных орешках, наростах на листьях дуба, происходящих от повреждения их особыми насекомыми (орехотворками). В состав его входит органическая дигалловая кислота. В четные стаканы я тоже заранее прилил по нескольку капель крепкого раствора хлорного железа. С этим соединением, как и с другими солями железа, таннин дает железо.

В бутылку, казавшуюся вам пустою, было мною налито на дно немного крепкого раствора щавелевой кислоты (ядовита!).

Совершенно таким же образом можно показать превращение воды в красные чернила и, наоборот, красных чернил в воду, заменив раствор таннина раствором салицилового натрия (лекарство против лихорадки). С ним, как видите, могут иметь дело не только больные, но и здоровые.

Первые применяют его для лечения, вторые - для развлечения и поучения.

Мнимая ошибка физиков (Обесцвечивание хлором)

Физика учит, что при смешении синего и желтого цветов получается составной зеленый цвет. В том же убеждены все живописцы. А между тем я легко могу доказать вам, что такое утверждение ошибочно. Синий и желтый - дополнительные цвета, взаимно уничтожающие друг друга. Растворы синей и желтой краски при сливании дают бесцветную смесь.

Смотрите сами. В этом стакане, как видите, синяя жидкость, в этом - желтая. Выливаю их в третий стакан. Перед вами прозрачная вода: синий и желтый цвета уничтожили друг друга...

Почти уверен, что вас я не введу в заблуждение и вы сами разгадаете тайну такого "нарушения" законов оптики; но кто еще не видел показанных мною раньше опытов, тот, пожалуй, будет поставлен этим опытом в тупик.

Вы говорите, что в первом стакане у меня был щелочный раствор лакмуса, в другом - такой же раствор метилоранжа, а в третьем, куда я слил содержимое двух первых, - хлорная вода.

Вы правы: так оно и было!

Вода - в молоко, молоко - в воду (Обратимость химических реакций)

Мы уже видели, что можно превратить воду в молоко, получая при сливании бесцветных растворов двух солей белый взвешенный в воде осадок.

Могу показать теперь и другой способ получения такого "химического молока", в отличие от ранее полученного, могущего превращаться снова в воду.

Вы уже настолько посвящены мною в секреты превращения различных жидкостей друг в друга, что нет надобности показывать вам этот опыт; достаточно будет, если я расскажу вам, как его надо проделать.

Возьмите два совершенно одинаковых графина. Налейте наполовину один из них прозрачным бесцветным раствором соды. Другой графин, со слабым раствором соляной кислоты, спрячьте на полке нашего "магического" стола. Не забудьте, что уровень жидкости в нем должен быть соответственно ниже, чем в первом, так как из первого вам придется часть раствора отлить. На стол поставьте стакан, наполовину наполненный раствором хлористого кальция. Все названные жидкости бесцветны, прозрачны и по внешнему виду ничем не отличимы от чистой воды.

Сказав, что вы умеете превращать воду в молоко, долейте из первого графина стакан, что стоит на столе.

Сода (углекислый натрий) даст с хлористым кальцием нерастворимый в воде углекислый кальций и остающийся в растворе хлористый натрий (поваренную соль). Жидкость в стакане замутится и издали будет вполне похожа на молоко. Поднесите стакан ко рту, как будто пробуя на вкус (не ядовито), сняв одновременно графин со стола и поставив его на полку.

Сделав вид, что вкус молока вам не понравился, незаметно подмените графин, взяв с полки тот, в котором у вас раствор соляной кислоты, и вылейте в него "молоко" обратно. Взболтайте жидкость и покажите зрителям, что она вновь обратилась в воду.

В этом случае, действительно, будет обратное превращение - только, конечно, не молока в воду, а углекислого кальция снова в растворимый хлористый кальций.

Но смотрите, не перепутайте второпях графины!

Превращение воды в "кровь" (Реакция качественного анализа)

На столе перед вами стакан с водою. Беру кусок воска или парафина и отделяю от него крохотный кусочек, остальное передаю вам. Можете убедиться, что это действительно воск или парафин, которые в воде, как вам известно, нерастворимы.

Заодно осмотрите внимательно и мою "волшебную палочку" (рис. 11). Это самая обыкновенная стеклянная палочка. На ваших глазах прилепляю на ее конец свой кусочек воска и начинаю помешивать ею воду в стакане. Ничего не происходит. Неужели опыт не удался? Подождите. Считайте до десяти. Как только вы скажете "десять", вода мгновенно превратится в "кровь".

Рис. 11. 'Волшебная' палочка

Поднимаю стакан, и вы видите - он до краев полон "крови".

В крупинке воска, которую я отделил от целого куска, был предварительно залеплен мною крошечный кристаллик роданистого аммония. В воду заранее прилито несколько капель хлорного железа с соблюдением осторожности, чтобы вода не пожелтела. В противном случае следует вылить часть раствора и долить стакан чистой водою. Когда вы сказали "десять", я слегка надавил концом палочки на дно стакана: этим я раздавил кристаллик роданистого аммония, освободив его от восковой оболочки. С хлорным железом он дал роданистое железо, и последнее окрасило воду в кроваво-красный цвет.

Наш "фокус" ежедневно проделывают в химических лабораториях всего мира. Эта в высшей степени чувствительная реакция служит для обнаружения малейших следов железа при качественном анализе, то-есть исследовании, из каких химических элементов состоит данное сложное вещество или смесь веществ.

Как одной краской красят в разные цвета (Крашение по протраве)

Если вам не скучно посидеть несколько минут без дела, могу на ваших глазах отварить несколько листьев красной капусты в кипящей воде, чтобы извлечь из них сок, содержащий органическую краску, напоминающую по своим свойствам лакмус.

Ну, вот, отвар готов; сливаю его в три тарелки и приступаю к крашению.

В первую тарелку погружаю лоскуток белой ткани и вынимаю его зеленым; во вторую погружаю такой же лоскуток, но он становится пурпурным; третий лоскуток в третьей тарелке делается пунцово-красным.

Это химическое "чудо" и сотни ему подобных являются самым обыкновенным приемом красильщиков пряжи и тканей. Его знали еще красильные мастера древнего Египта и Индии, где оно практиковалось за тысячи лет до нашей эры.

Называется оно окраской по протраве. Тряпочки, которые я погружал в одну и ту же краску, оттого окрашивались ею каждая в другой цвет, что я до начала опыта пропитал их различными веществами, после чего все их высушил. Первую я обработал раствором квасцов, вторую - раствором поташа, третью смочил соляной кислотой.

Одна и та же краска, вступая в химическую реакцию с разными протравами, дает различно окрашенные соединения.

Секрет старых красильщиков

Химики наших дней дали красильщикам пряжи и тканей такое обилие искусственных органических красок, что крашение естественными растительными красками почти совершенно вышло из употребления.

Во второй половине прошлого века было не так. Выбор красильных веществ в те времена не отличался особым богатством, так что мастерам красильного дела приходилось изыскивать способы, как одним и тем же красильным пигментом окрашивать пряжу и ткани в различные цвета.

Одной из излюбленных старыми мастерами красок был отвар кампешевого дерева. Его иногда можно найти в москательных лавках, так как приготовляемые из него краски безвредны и применяются для окраски пищевых веществ.

К сожалению, надо отметить, что безвредность не принадлежит к числу достоинств большинства искусственных органических и минеральных красок.

Если найдете в продаже кампешевое дерево (оно продается в виде стружек), отварите его в тонкостенной колбе, а за неимением таковой - хоть в глиняном горшке, но не в металлической кастрюле. Разлейте отвар по чашкам и прилейте к нему в одну чашку уксуса, в другую - раствора квасцов (двойная сернокислая соль алюминия и калия, натрия или аммония), в третью - раствора хлорного железа, и вы поймете, как одной и той же краской можно красить в разные цвета.

В капиталистических странах, где система обмана потребителей фирмами является основой для выкачивания прибыли, широко практикуется фальсификация пищевых продуктов (молока, мяса и др.). Суррогаты пищи ярко окрашиваются, великолепно упаковываются. Химия и здесь служит целям капиталистической конкуренции.

Для разоблачения подделок существуют сотни химических реактивов. Среди них находится и кампеш. Кампеш, например, служит прекрасным средством, чтобы уличить булочников в прибавке квасцов к муке, из которой выпекаются булки. Прибавляют же квасцы к муке с целью улучшить цвет хлеба и увеличить его пористость. Нельзя сказать, чтобы эта примесь была ядовита, но, во всяком случае, она не вполне безразлична для здоровья потребителей хлеба. Лучшим способом обнаружить ее является вымачивание испытуемого хлеба в свежем спиртовом настое кампешевых стружек, к которому прибавлено небольшое количество углекислого аммония. Пропитавшийся настоем кампеша хлеб вынимают из жидкости и сушат в теплой печке. Если в нем были квасцы, то, в зависимости от их количества, хлеб приобретает более или менее выраженный синий цвет. При отсутствии квасцов, цвет высушенного хлеба будет красно-бурый.

Гораздо вреднее и опаснее, чем подмесь квасцов, прибавка к затхлой и низкосортной муке толченого порошка медного купороса. Между тем в царское время булочников неоднократно уличали в таком "сдабривании" хлеба.

Чтобы открыть эту примесь, хлеб смачивают раствором уксусной кислоты и затем - раствором - желтой кроткой соли, (железисто-синеродистого калия). В случае присутствия солей меди, хлеб при такой обработке окрашивается в шоколадно-коричневый цвет.

У нас в стране, где здоровье трудящихся является важнейшей государственной заботой, конечно, никаких подделок не производится, а сами подделки, если они и имеют место в корыстных целях, караются по всей строгости законов.

Забытое слово

В одной очень старинной басне есть такое выражение: "Изрядно насандалив нос..." В наше время, пожалуй, не всякий его поймет. Происходит же слово "насандалить" от слова сандал, как кратко называют сандаловое дерево, растущее, как и кампешевое, в тропических краях.

В былые дни, до открытия искусственных органических красок, сандал был весьма популярен среди красильщиков. Теперь же его достать так же трудно, как и кампеш, но все же иногда удается.

Отварите стружки сандала в слабом растворе щелока (едкого натра или кали), разделите отвар на две порции и прибавьте к одной из них раствора хлористого кальция, а к другой - хлористого бария. Получите так называемые лаки фиолетового цвета, еще сравнительно недавно применявшиеся в обойном производстве.

Другую часть стружек настойте на спирту; спирт окрасится в красный цвет очень красивого оттенка. Оттого-то и применялся в старое время сандал в виноделии, что при его помощи из воды, спирта и карамели готовили "виноградные вина" без... единой виноградной ягодки. Недаром в конце 80-х годов прошлого века из Москвы вывозилось "виноградных вин" больше, чем ввозилось в нее, хотя, как известно, виноград в Москве не растет...

Отсюда понятно и выражение "насандалить нос". Известно, что от неумеренного употребления спиртных напитков нос краснеет, сандал же красит тоже в красный цвет.

"Канцелярское семечко"

Самой великолепной красной краской является кармин. Кто рисует акварелью, тот должен знать, что это самая дорогая краска, плитка которой ценится в пять - восемь раз дороже, чем плитки красок других цветов, конечно, если кармин попался настоящий. К сожалению, подделывается он с прилежанием.

Вы знаете, из чего делают настоящий кармин?

Это - единственная краска, которая в наше время получается из животных. Раньше использовались красящие вещества, вырабатываемые организмами некоторых моллюсков (пурпур древних и сепия), а теперь и эти вещества и кармин готовят искусственно. Только еще, пожалуй, высокосортная акварельная краска этого цвета делается из кошенили. Кошениль - насекомое из породы тлей, и живет она на кактусах, растущих в Мексике.

Есть, однако, и у нас насекомое кермес, или дубовая кошениль, водящаяся на Украине, в которой содержится то же красящее вещество, как и в привозной кошенили, и которая некогда служила источником для получения кармина. Было время, когда кермес составлял ценный предмет вывоза в Западную Европу из Украины и Польши. Польские паны даже собирали оброк со своих крепостных кермесом.

Теперь европейский кермес совершенно забыт, да и привозную кошениль можно достать с большим трудом, в особенности нефальсифицированную. Фальсифицируют же ее за границей самыми разнообразными способами - вплоть до продажи вместо настоящих насекомых... комочков глины с примесью клея и дешевой краски, обсыпанных тальком...

Лет пятьдесят тому назад кошениль была в ходу у красильщиков и почему-то косила курьезное название "семечка", и притом "канцелярского". Но что это "канцелярское семечко" не что иное, как засушенные насекомые, в этом легко убедиться, размочив крупинку кошенили и рассматривая ее в увеличительное стекло.

Красили этим препаратом, отваривая его в мягкой (это обязательно!) горячей воде и осаждая из раствора лаки. Лаками в красильном деле называются соединения естественных растительных и животных красок с солями металлов. Ничего общего с обыкновенным лаком - жидкостью, дающей при высыхании блестящую гладкую пленку - они не имеют.

Из водного раствора краска осаждается квасцами; отфильтрованный осадок надо высушивать, не нагревая. Если его растереть с примесью растительных клеющих веществ, то и получится кармин. Попробуйте, если случайно достанете кошенили, приготовить сами эту дорогую краску неподражаемого красивого оттенка, а заодно можете получить ряд карминовых лаков от темно-малинового до изжелта-красного цвета. Они тоже применяются в акварельной и масляной живописи.

Готовятся карминовые лаки растворением полученного квасцового осадка и приливанием к нему растворов уксуснокислого свинца, хлористого олова и других солей тяжелых металлов.

Кармин применялся для подкраски вин и съестных, преимущественно кондитерских, продуктов. Лаки его шли, помимо окраски пряжи и тканей в ситценабивном и обойном деле, и для изготовления красных чернил.

Все это было и быльем поросло. Хотя и сейчас в некоторых руководствах химической технологии говорится о применении кошенили для крашения, но нигде она теперь уже для этого не применяется: ее вытеснили дешевые и не уступающие ей анилиновые краски.

Химия органическая и неорганическая

"Понятия меняются, слова остаются". Как это верно! Как часто приходится слышать: "Зажги электричество", "Загаси электричество", хотя говорящему отлично известно, что электрическую лампочку не зажигают и не гасят, а включают в цепь тока и выключают из нее. К словам, пережившим понятия, которые в них раньше вкладывались, относятся и обозначения двух отделов химии, по традиции именуемых неорганической и органической химией.

Долгое время химики, не умея изготовить большинство тех сложных химических соединений, которые входят в состав органов растений и животных, объясняли свое неумение тем, что эти вещества образуются в растениях и животных под действием особой "жизненной силы" и не могут быть синтезированы в колбах и ретортах.

Такого же взгляда придерживался и знаменитый немецкий химик Веллер, которому личным опытом довелось убедиться в ошибочности этого взгляда. Он из несомненно неорганических соединений азота и углерода с кислородом получил сложное вещество, оказавшееся известным ранее типичным "органическим" соединением - мочевиной.

Теперь мы твердо знаем, что никакой "жизненной силы" для получения любого вещества, входящего в состав растений и животных, не нужно, что все они могут быть построены из составляющих их элементов. То обстоятельство, что еще не все они искусственно получены, нимало нас не смущает. Не полученные при современных средствах синтеза - будут получены, когда эти средства усовершенствуются.

В действительности же все так называемые "органические" соединения - это соединения углерода. В отличие от других элементов, углерод способен давать многие десятки тысяч соединений с другими простыми веществами. Исключительно для удобства изучения все многообразные соединения углерода сводятся в отдельную от химии других элементов дисциплину, "по старой памяти" называемую органической химией.

Самый же главный курьез, что сейчас в курсах "органической" химии изучается громадное число таких углеродистых соединений, которых не найти ни в одном растении и ни в одном животном.

Начало такому синтетическому построению "органических" веществ, не существующих в природе, творимых химиком в его колбах, ретортах и заводских аппаратах, положило случайное открытие 18-летнего студента Перкинса.

Перкинс задумал изготовить синтетически лечебное вещество хинин, извлекаемое из коры хинного дерева. Получив в течение своих изысканий какое-то новое соединение, он захотел изучить его растворимость и, растворив в спирте, увидел, что раствор имеет великолепный фиолетовый цвет.

"Нельзя ли его использовать в качестве краски?" - подумал Перкинс. Оказалось, что очень даже можно, что раствор отлично окрашивает шерсть и шелк в красивый лиловый цвет.

Перкинс махнул рукой на науку, бросил университет и основал первую в мире фабрику искусственных "органических" красок. Вслед за ним сотни других химиков стали синтезировать все новые и новые соединения углерода, нашедшие применение не только в качестве красок, но и как дезинфицирующие, анестезирующие (обезболивающие), лекарственные, отравляющие и взрывчатые вещества.

Фабрики красок - предприятия далеко не невинные

Во второй половине прошлого века изучение и использование химии лучше всего было поставлено в Германии. Производство искусственных органических красок, зародившееся в Англии, там не привилось и вскоре перекочевало в Германию. До мировой войны 1914-1918 гг. Германия была чуть ли не монополистом в этой области, и даже такая страна как США, с ее высоко развитой техникой, импортировала краски для текстильной промышленности из Германии. А уж о царской России, с ее отсталой техникой, и говорить нечего. Что же получилось?

Вскоре после начала войны запасы купленных в Германии красок всюду истощились, и текстиль "обесцветился".

Это, конечно, полбеды, а плохо было то, что немцы тотчас переключили свои фабрики красок на изготовление взрывчатых и отравляющих веществ, а царской России и переключать-то было нечего. Жалкие попытки создать собственную химическую промышленность не удались, и только при советской власти, да и то далеко не сразу, нам удалось создать и развить свою красочную промышленность. Это очень сложная отрасль химической промышленности, и неудивительно, что добиться в ней успехов нам удалось только после настойчивых трудов. Зато сейчас мы овладели производством самых сложных органических красок, в том числе в конце 1935 г. такой широко применяемой в текстильном деле краски, какой является индиго. Чтобы дать вам понятие, какое это не простое дело, скажу, что изобретатель синтетического индиго Байер потратил на предварительные опыты несколько миллионов и... 20 лет упорного, настойчивого труда.

Сейчас нам уже не может угрожать опасность остаться без цветных материй и, что гораздо важнее, сейчас Красная армия обеспечена собственными базами производства взрывчатых веществ.

Что слаще сахара?

Тот сахар, который мы кладем в чай, принадлежит к большой группе органических соединений, называемых углеводами. Его молекула слагается из атомов углерода, водорода и кислорода. Из тех же химических элементов, но в других количествах построены и молекулы других сладких углеводов, например, входящих в состав патоки. Все они менее сладки, чем свекловичный (он же и тростниковый) сахар. Но на примере уксусносвинцовой соли вы можете видеть, что и неорганические соединения могут иметь сладкий вкус. Металл бериллий раньше даже носил название глиций (сладкий), так как все его растворимые соединения сладковаты на вкус.

Есть ли вещества слаще сахара?

Да, есть. Ряд производных органической бензойной кислоты- сахарины - в 200-400 раз слаще сахара. Все они имеют неприятный привкус и, в отличие от сладких углеводов, не питательны.

Первым был открыт так называемый ортосульфамин бензойной кислоты. Словечко для нехимика сложноватое, химику же оно поясняет строение молекулы этого вещества.

История его открытия довольно любопытна.

В 1879 г. в лаборатории профессора Ремсена работал политический эмигрант из царской России, переселившийся в США, химик Фальберг. Как-то, придя из лаборатории домой обедать, он удивился, почему хлеб такой сладкий? Жена же его уверяла, что хлеб как хлеб, вовсе не сладкий. Фальберг попросил жену протянуть ему ее ломоть, чтобы он мог откусить от него, не беря в руки. Хлеб, действительно, оказался несладким. Тогда Фальберг сообразил, что, как ни тщательно он мыл руки перед обедом, все же, значит, на них сохранился вкус того вещества, которое он готовил в лаборатории в этот день - сульфаминбензойной кислоты. Значит, она должна быть необычайно сладка на вкус. Бросив обед, химик помчался в лабораторию и убедился в правильности своего предположения. Изготовленное им соединение, действительно, оказалось в 280 раз слаще сахара.

Вскоре он стал готовить его фабричным путем, и немедленно у него нашлись конкуренты, запатентовавшие фабрикацию других, еще более сладких, производных бензойной кислоты.

В капиталистических странах сильно развита фальсификация сластей сахарином, но настоящее его назначение - заменять сахар больным, которым настоящий сахар есть вредно.

Золото растворимое и растворенное

В мрачные времена средневековья химия, преследуемая инквизицей, выродилась в алхимию - тайное знание, поставившее себе главной целью превращение простых металлов в золото.

Помните, что говорит Гоголь о человеческой жажде знаний, не угасавшей и в средние века?

"...А занятий алхимиею, считавшеюся ключом ко всем познаниям, венцом учености средних веков, в которой заключалось детское желание открыть совершеннейший металл, который бы доставил человеку все!.. Представьте себе какой-нибудь германский город в средние века, эти узенькие, неправильные улицы, высокие пестрые готические домики, и среди них какой-нибудь ветхий, почти валящийся домик, считаемый необитаемым, по растреснувшимся стенам которого лепится мох и старость, окна глухо заколочены, - это жилище алхимика. Ничто не говорит в нем о присутствии живущего, но в глухую ночь голубоватый дым докладывает о неусыпном бодрствовании старца, уже поседевшего в своих исканиях, но все еще неразлучного с надеждой, - и благочестивый ремесленник средних веков со страхом бежит от жилища, где по его мнению, духи основали приют свой и где, вместе духов, основало жилище неугасимое желание, непреодолимое любопытство, живущее только собою и разжигаемое собою же, возгорающееся даже от неудачи, - первоначальная стихия всего европейского духа, - которое напрасно преследует инквизиция, проникая во все тайны мышления человека: оно вырывается мимо и, облеченное страхом, еще с большим наслаждением предается своим занятиям"^*.

^* (Н. В. Гоголь: "О средних веках".)

В прекрасной сказке "Что рассказывал ветер о Вальдемаре До и его дочерях" Андерсен так описывает средневекового делателя золота: "Вальдемар До был горд и смел, но также и знающ. Он много знал. Все это видели, все об этом шептались. Огонь пылал в его комнате даже летом, а дверь всегда была на замке; он работал там дни и ночи, но не любил разговаривать о своей работе: силы природы надо испытывать в тиши. Скоро, скоро он найдет самое лучшее, самое драгоценное на свете - красное золото.

"От дыма и пепла, от забот и бессонных ночей волосы и борода Вальдемара До поседели, кожа на лице сморщилась и пожелтела, но глаза по-прежнему - горели жадным блеском в ожидании золота, желанного золота.

"Но вот зазвонил колокол, в небе заиграло солнышко. Вальдемар До лихорадочно работал всю ночь, варил, охлаждал, мешал, перегонял. Он тяжело вздыхал, горячо молился и сидел за работой, боясь перевести дух. Лампа его загасла, но уголья очага освещали бледное лицо и впалые глаза. Вдруг они расширились. Глядит в стеклянный сосуд. Блестит...

Горит, как жар. Что-то яркое, тяжелое. Он поднимает сосуд дрожащею рукой и, задыхаясь от волнения, восклицает: "Золото! Золото!"

"Он выпрямился и высоко поднял сокровище, лежащее в крупном стеклянном сосуде. "Нашел! Нашел! Золото!" - закричал он и протянул сосуд дочерям, но... рука его дрогнула, сосуд упал на пол и разбился вдребезги. Последний радужный мыльный пузырь надежды лопнул".

Попробуем и мы, по примеру алхимиков, поискать способ получения "золота из воды".

Пока вы читали отрывки из Гоголя и Андерсена, я вскипятил в двух колбах воду. Выливаю из них кипяток в третью, большей вместимости, и покрываю ее платком. Минуту терпенья!

Готово! Снимаю платок и передаю вам остывшую колбу.

Какая красота! Какой блеск! Она вся наполнена мельчайшими чешуйками золота, которые так и искрятся в лучах солнца.

Ставлю потом колбу на сетку, лежащую на треножнике, зажигаю под сеткой спиртовую лампочку, - и через несколько минут "золота" как не бывало: оно сплошь растворилось в кипящей воде.

Нет надобности, конечно, говорить, что это и не было золото.

В колбочках отдельно я вскипятил растворы уксусно-кислого свинца (ядовит!) в дистиллированной воде и йодистого калия (применяется как лекарство). Сливая их вместе, получим путем обменного разложения этих солей две новых - уксуснокислый калий, оставшийся в растворе, и йодистый свинец. Последний растворим только в горячей воде, а при охлаждении раствора выпадает из него в виде мелких чешуйчатых кристалликов с золотым блеском.

Это, пожалуй, самый красивый из всех химических опытов.

По поводу внешнего сходства кристаллического йодистого свинца с крупинками золота и его растворимости в воде мне хочется сказать несколько слов об ошибке средневековых алхимиков и о возможности действительного получения золота из других веществ, а также и извлечения его из воды.

Алхимики верили в существование "первичной материи" и не различали понятий о сложных и простых веществах. Их ошибка состояла в том, что они все свое внимание обратили на физические свойства тел, а не на их химический состав. Они надеялись, что, комбинируя разные вещества, обладающие отдельными свойствами золота, можно, в конце концов, получить и самое золото. В особенности пленяла их мысль превратить в золото тяжелую и блестящую ртуть, придав ей твердость и желтый цвет. Оттого обычно они и смешивали ее для этого с твердой и желтой серой. По их мнению, сера должна была придать ртути недостающие последней свойства.

В этом случае они впадали в глубокую ошибку, так как, соединяясь, вещества утрачивают свои физические свойства и приобретают новые. Так, сера, соединяясь с ртутью, давала совсем не золото и даже не новый металл, а красную краску - киноварь. Зато они случайно оказались правы в предположении, что есть какая-то связь между золотом и ртутью.

В 1924 г. один германский ученый, пропуская через ртутные пары электрический ток высокого напряжения, превратил, как он думал, после долгого времени, часть ртути, - правда, крайне ничтожную, - в золото.

Это открытие было опровергнуто дальнейшими опытами, но, во всяком случае, оно не имеет практического значения: такое искусственное золото обошлось бы в 10000 раз дороже добываемого в золотоносных породах; с теоретической же стороны оно было бы очень интересно, лишний раз доказывая, что державшееся свыше ста лет разделение веществ на сложные и простые - чисто условно.

Впрочем, для химика-практика это мало меняет дело, так как получать искусственное золото заводским путем вряд ли когда-нибудь будет доступно. Скорее мы можем рассчитывать научиться выделять его из морской воды.

Чего только не содержит в себе вода морей и океанов! Омывая берега континентов и островов, питаясь водами рек, сбегающих со всей поверхности суши, за миллионы веков своего существования океаны накопили в себе колоссальные запасы всевозможных химических соединений, выщелачиваемых водою из земной коры.

В числе этих веществ обнаружено в морской воде и золото в виде соединения с хлором.

Но какой же это слабый раствор!

В 200000 тоннах океанской воды содержится не более одного грамма золота (а по новейшим анализам даже и того меньше). Самые бедные земные золотоносные породы, разработка которых уже почти не оправдывается, содержат в 1200 раз больше этого металла.

Но зато количество воды в океанах так колоссально велико (1200000000 куб. километров), что, если бы выделить из нее все это золото, его получилось бы около 4 миллиардов тонн.

Все население земного шара исчисляется приблизительно в 2 миллиарда. На долю каждого из нас, следовательно, приходится теоретически около двух тонн морского золота.

Столько весит золотая плита длиной и шириною в один метр и толщиною в дециметр!

Не думайте, что попыток химического извлечения золота из недр океана не делалось.

Их было много, некоторые из них были с научной точки зрения более или менее удачны, но с экономической стороны все они пока не более успешны, чем попытки древних алхимиков превратить в золото дешевые металлы.

Золото океанов ждет еще того химика, который найдет дешевый способ извлечь его на поверхность. Впрочем, к тому времени оно перестанет быть мерилом цены. В будущем, когда капиталистический строй повсюду будет уничтожен, золото станет таким же технически применяемым металлом, как и все остальные.

Золото в СССР

Печальным геологическим фактом для капиталистических хищников является то весьма для нас приятное обстоятельство, что наша страна, страна социализма, заключает в недрах поверхности своей территории величайшие в мире запасы рудного и рассыпного золота. На это еще в прошлом веке указывал известный австрийский геолог Зюс, в этом мы теперь убеждаемся с каждой новой разведкой наших золотоносных земель.

В царской России добыча золота велась хищнически и примитивными средствами. При всей жадности капиталистов к золоту, ни искать, ни добывать его они не умели. И тем не менее, все же по добыче золота царская Россия долгие годы стояла на четвертом месте в мире, добывая в среднем ежегодно около 32 тонн этого "презренного, но обольстительного (для капиталистов) металла".

Это составляло около 10% всей мировой добычи.

При советской власти золотопромышленность была механизирована и химизирована, и сейчас по продукции она вышла на второе место в мире. Выйдет и на первое. Это только вопрос времени.

При советской власти, широко поставившей геологические разведки полезных ископаемых, были обнаружены феноменальные богатства недр нашей страны. Найдены и уже разрабатываются месторождения таких металлов, о наличии которых во времена царизма даже не подозревалось, потребность в которых удовлетворялась полностью импортом из-за границы. Таковы, например, никель, олово и ряд редких металлов, необходимых для выделки специальных сортов стали. Не подозревали и о существовании многих богатых месторождений золота, как, например, в Казахстане. Разработка же известных месторождений велась так, что сейчас из отвалов старых разработок у нас химическим путем извлекают тонны золота, ускользнувшие от прежних предпринимателей-хищников, умевших только "пенки снимать" и получавших свои барыши за счет эксплоатации рабочих.

Сейчас даже в золотоносных местах, давно известных, находят крупные самородки золота, как, например, найденный в конце 1935 г. самородок весом свыше 13 кг.

Кстати сказать, не думайте, что он уж очень велик. Золото - тяжелый металл, его удельный вес 19,3, так что из самородка указанного веса можно отлить плитку размерами: 20 см длины 10 - ширины и 3 с половиной - толщины. Хорошее пресс-папье на письменный стол, стоимостью в 18 000 рублей.

Настанет время, когда золото и будет идти на такие изделия.

"Когда мы победим в мировом масштабе, - говорил Ленин, - мы, думается мне, сделаем из золота общественные отхожие места на улицах нескольких самых больших городов мира. Это было бы самым "справедливым" и наглядно-назидательным употреблением золота для тех поколений, которые не забыли, как из-за золота перебили десять миллионов человек и сделали калеками тридцать миллионов в "великой освободительной" войне 1914-1918 гг."... (Ленин, Соч., т. XXVII, стр. 82, изд. 3).

Частично и сейчас золото используется как технический металл, а не только на чеканку золотой монеты. Его соли применяются в фотографии и медицине, в стекольном и керамическом производствах. Рубиново-красное стекло окрашено одним из соединений золота - "кассиевым пурпуром" алхимиков. С примесью "лигатуры", то-есть серебра или меди, для придания ему твердости, оно идет на ювелирные изделия, а в чистом - для золочения предметов из других металлов.

Интереснейшим примером последнего применения золота является гальваническое - золочение каркаса звезд с драгоценными самоцветами, установленных в конце 1935 г. на двух кремлевских башнях.

Из раствора его цианистых солей золото гальваническим током осаждается на поверхность других металлов, соединенных с отрицательным полюсом гальванической ванны.

Способ давно известный, но никогда еще нигде в мире не было случая гальванического золочения предметов таких размеров, как эти звезды. Их диаметр по 5 метров, поверхность, покрываемая золотом, 30 кв. м у каждой.

Реакция велась в продолжение 4 с половиною часов, осажденный слой имеет толщину от 20 до 25 микронов (тысячных долей миллиметра). Как ни тонок такой слой, он вполне гарантирует прочность позолоты на 200-250 лет.

Исторический курьез

Гальваническое золочение, о котором сказано выше, это частный случай гальваностегии - покрытия одного металла другим при помощи электрохимического процесса разложения током соли данного металла. Гальваностегия и гальванопластика (получение металлических копий с рельефных изображений) были открыты в 1838 г. Морицем Якоби.

И где? В России времен Николая Палкина.

Кем? Архитектором и даже профессором архитектуры.

Но Якоби, ничем в архитектуре не прославившийся, оказался выдающимся электрохимиком, сделавшим ряд ценных изобретений. Главнейшее из них - гальванопластика. Заметив, что осевшая на отрицательном полюсе гальванического, элемента медь, отделяясь от него, дает с него слепок, Якоби стал покрывать слепки с рельефных изображений графитом и осаждать на них слой меди, получая копии оригиналов.

Он писал своему великому современнику Фарадею: "Я буду иметь честь послать вам рельеф из меди, оригинал которого сделан из пластического вещества, поддающегося в руках художника всем изменениям. При помощи этого метода сохраняются все мельчайшие особенности оригинала, теряющиеся при отливке".

Французская академия наук наградила за это открытие Якоби золотой медалью.