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".
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.