Популярная библиотека химических элементов. Книга первая. Водород — палладий - Коллектив авторов (электронные книги без регистрации TXT) 📗
СВИФТ СМЕЯЛСЯ НАПРАСНО. Выдающийся писатель-сатирик Джонатан Свифт охотно издевался над бесплодием современной ему науки. В «Путешествиях Гулливера», в описании академии Лагадо, есть такое место: «В его распоряжении были две большие комнаты, загроможденные самыми удивительными диковинами; пятьдесят помощников работали под его руководством. Одни сгущали воздух в сухое плотное вещество, извлекая из него селитру…»
Сейчас селитра из воздуха — вещь абсолютно реальная. Аммиачную селитру NH4NO3 действительно делают из воздуха и воды. БАКТЕРИИ СВЯЗЫВАЮТ АЗОТ. Идею о том, что некоторые микроорганизмы могут связывать азот воздуха, первым высказал русский физик П. Коссович. Русскому биохимику С. Н. Виноградскому первому удалось выделить из почвы один вид бактерий, связывающих азот.
РАСТЕНИЯ РАЗБОРЧИВЫ. Дмитрий Николаевич Прянишников установил, что растение, если ему предоставлена возможность выбора, предпочитает аммиачный азот нитратному. (Нитраты — соли азотной кислоты.)
ВАЖНЫЙ ОКИСЛИТЕЛЬ. Азотная кислота HNO3 — один из самых важных окислителей, применяемых в химической промышленности. Первым ее приготовил, действуя серной кислотой на селитру, один из крупнейших химиков XVII в. Иоганн Рудольф Глаубер.
Среди соединений, получаемых сейчас с помощью азотной кислоты, многие совершенно необходимые вещества: удобрения, красители, полимерные материалы, взрывчатые вещества.
ДВОЙНАЯ РОЛЬ. Некоторые азотсодержащие соединения, применяемые в агрохимии, выполняют двоякие функции. Например, цианамид кальция хлопкоробы применяют как дефолиант — вещество, вызывающее опадение листьев перед уборкой урожая. Но это соединение одновременно служит и удобрением.
АЗОТ В ЯДОХИМИКАТАХ. Далеко не все вещества, в состав которых входит азот, способствуют развитию любых растений. Аминные соли феноксиуксусной и трихлорфеноксиуксусной кислот — гербициды. Первая подавляет рост сорняков на полях злаковых культур, вторая применяется для очистки земель под пашни — уничтожает мелкие деревья и кустарники.
ПОЛИМЕРЫ: ОТ БИОЛОГИЧЕСКИХ ДО НЕОРГАНИЧЕСКИХ. Атомы азота входят в состав многих природных и синтетических полимеров — от белка до капрона. Кроме того, азот — важнейший элемент безуглеродных, неорганических полимеров. Молекулы неорганического каучука — полифосфонитрилхлорида — это замкнутые циклы, составленные из чередующихся атомов азота и фосфора, в окружении попов хлора. К неорганическим полимерам относятся и нитриды некоторых металлов, в том числе и самое твердое из всех веществ — боразон.
ПОЛИМЕР CO СВОЙСТВАМИ МЕТАЛЛА. В 1975 г. химикам Пенсильванского университета (США) удалось получить пленки из полимерного нитрида серы (NS)x, который можно ковать, прокатывать в тонкие листы. К тому же электропроводность нового материала близка к электропроводности ртути. Это дало основания говорить о том, что получен полимер с металлическими свойствами. Правда, здесь, видимо, уместно напомнить, что ртуть проводит электрический ток хуже всех металлов.
ЗУБЫ — В ЖИДКОМ АЗОТЕ. Примерно в то же время шведский стоматолог П. Оттеског сообщил на международном съезде коллег об испытаниях жидкого азота как среды для хранения удаленных, но пригодных для имплантации (пересадки) зубов. В жидком азоте при температуре — 197°С удаленные зубы хранили в течение года, при этом зубная ткань оставалась живой, а сами зубы — годными для пересадки …
КРИОПРОВОДНИКИ. Есть такое понятие в современной физике и технике. Жидкий азот значительно доступнее жидкого гелия, а при температуре жидкого азота — минус 196°С, или 77,4 К — удельная электропроводность многих металлов значительно ниже, чем при обычных условиях. Меняется и «шкала» проводимости. Бериллий, например, в этих условиях имеет в 3,5 раза большую удельную проводимость, чем медь. Плотность тока в криопроводниках может быть в сотни и тысячи раз больше, чем при нормальных условиях. Целесообразным считается использовать криопроводники вместе со сверхпроводниками. В частности, сверхпроводник заключают в оболочку из криопроводника с высокой теплопроводностью — той же меди. При нарушении сверхпроводимости в этом случае не происходит резкого перегрева сверхпроводника проходящим по нему током — выручает криопроводимость.
Кислород
По мнению людей религиозных, вездесущим, всемогущим и в то же время невидимым может быть только бог. В действительности же все эти три эпитета вполне можно отнести к химическому элементу с атомным номером 8 — кислороду. Кислород — вездесущ: из него в значительной степени состоят не только воздух, вода и земля, но и мы с вами, наши еда, питье, одежда; в подавляющем большинстве окружающих нас веществ есть кислород.
Могущество кислорода проявляется уже в том, что мы им дышим, а ведь дыхание это синоним жизни. «Dum spiro — spero»: пока дышу, — надеюсь… Это Овидий. И еще кислород можно считать всемогущим потому, что могучая стихия огня, как правило, сильно зависит от нашего кандидата в вездесущие и всемогущие.
Что касается третьего эпитета — «невидимый», то здесь, вероятно, нет нужды в доказательствах. При обычных условиях элементный кислород не только бесцветен и потому невидим, но и не воспринимаем, не ощутим никакими органами чувств. Правда, недостаток, а тем более отсутствие кислорода мы ощутили бы моментально…
Опасаясь быть заподозренным в ереси и поповщине одновременно, автор вынужден признаться: идею сравнить кислород с господом богом он придумал не сам, а заимствовал ее у одного из персонажей поэмы Алексея Константиновича Толстого «Поток-богатырь». Там есть строки о некоем аптекаре, который «пред толпою ученье проводит, что мол нету души, а одна только плоть, и что если и впрямь существует господь, то он только есть вид кислорода».
Итак, кислород — элемент с атомным номером 8, «газ дыхания и горения», самый распространенный на Земле элемент.
Троекратное открытие
1 августа 1774 года я попытался извлечь воздух из ртутной окалины и нашел, что воздух легко может быть изгнан из нее посредством линзы. Этот воздух не поглощался водой. Каково же было мое изумление, когда я обнаружил, что свеча горит в этом воздухе необычайно ярким пламенем. Тщетно пытался я найти объяснение этому явлению.
То, что кислород невидим, безвкусен, лишен запаха, газообразен при обычных условиях, надолго задержало его открытие.
Многие ученые прошлого догадывались, что существует вещество со свойствами, которые, как мы теперь знаем, присущи кислороду.
Изобретатель подводной лодки К. Дреббель еще в начале XVII в. выделил кислород, выяснил роль этого газа для дыхания и использовал его в своей подводной лодке. Но работы Дреббеля практически не повлияли на развитие химии. Его изобретение носило военный характер, и все, что было так или иначе связано с ним, постарались своевременно засекретить.
Кислород открыли почти одновременно два выдающихся химика второй половины XVIII в. — швед Карл Вильгельм Шееле и англичанин Джозеф Пристли. Шееле получил кислород раньше, но его трактат «О воздухе и огне», содержавший информацию о кислороде, был опубликован позже, чем сообщение об открытии Пристли.
И все-таки главная фигура в истории открытия кислорода — не Шееле и не Пристли. Они открыли новый газ — и только. Открыли кислород — и до конца дней своих остались ревностными защитниками теории флогистона! Теории — некогда полезной, но к концу XVIII в. ставшей уже «кандалами на ногах науки».
Позже Фридрих Энгельс напишет об этом: «Оба они так и не узнали, что оказалось у них в руках. Элемент, которому суждено было революционизировать химию, пропадал в их руках бесследно… Собственно открывшим кислород поэтому остается Лавуазье, а не те двое, которые только описали кислород, даже не догадываясь, что они описывают».
