 |
сделать стартовой |  |
в избранное |
 |
||||||||||
|
| №17январь 2008Элемент |
| Холодный огонь |
| epps.ru / Архив номеров / №17 январь 2008 / Холодный огонь |
| В 1920 году в Москве распространился странный слух — по ночам по Моховой улице бродит «светящийся монах», распространяющий вокруг себя сияние и высекающий ботинками искры из земли. Разгадка странному явлению была проста — столичные жители видели академика Семена Исааковича Вольфковича, который возвращался из своей лаборатории, где получал белый фосфор.
Пары фосфора пропитали его одежду и обувь, чем и был вызван этот интересный эффект. Но не стоит винить распространителей легенд в суеверии, ведь и в наши дни голубоватое свечение фосфора кажется нам таинственным и, некоторым образом, мистическим, несмотря на его явно естественное происхождение.
Просвещенный XVII век. В Америке жгут ведьм, в Европе бушуют религиозные войны, колониальные державы пилят мир пополам. А вдалеке от мирской суеты, в сумеречной тиши лабораторного кабинета, бывший купец, а ныне гамбургский алхимик Геннинг Бранд, кропит над важной работой, выполнение которой принесет ему немыслимые богатства и славу. Греннинг Бранд усердно ищет рецепт приготовления философского камня в домашних условиях, ведь камень этот непростой может дать вечную молодость и обратить в золото неблагородные металлы (по утверждениям древних). Не будучи оригинальным в своих стремлениях, гамбургский алхимик был довольно неординарен в методах своих изысканий. Очевидно, будучи стесненным в средствах, и не в состоянии приобрести подходящие ингредиенты для столь сложных опытов, Бранд решил добывать философский камень из первого, что попадется под руку. Под руку попалась моча. Алхимик поместил этот ингредиент в реторту в довольно большом количестве и начал подогревать. После продолжительного выпаривания в реторте остался сиропообразный осадок. Подумав, Бранд смешал то, что получилось с песком и древесным углем и стал прокаливать эту смесь в закрытой реторте без доступа воздуха. Философского камня гамбургец так и не добыл, но зато получил интересное вещество, которое светилось в темноте и горело в воздухе с выделением густого белого дыма. Это был фосфор, неизвестный до селе в научных кругах. Предприимчивый бывший купец быстро сообразил, какие выгоды может принести ему этот плод его экспериментов. Занятия алхимией ушли в прошлое, Греннинг Бранд колесил по Европе, показывая скучающим дворянам и желающим развлечься богачам замечательный kaltes Feuer, «холодный огонь». Или, как скромно называл его сам Греннинг, «мой огонь». Жадные до зрелищ толстосумы охотно отсыпали талеры, пиастры и флорины, чтобы насладиться необычным зрелищем. За отдельную плату (золотом, господа, золотом!) счастливчик мог получить маленький кусочек «холодного огня» в баночке. Но счастье не длится долго, гамбургец понимал, что невозможно сохранить рецепт получения фосфора в тайне и продал его при подходящей возможности дрезденскому химику Крафту, который, передал его профессору Виттенбергского университета Кункелю, который, в свою очередь, поделился им с профессором Кирхмейером. Из этой чреды обладателей секрета фосфора только последний повел себя как настоящий ученый и впервые описал свойства и особенности фосфора в научной статье «Постоянный ночной светильник, иногда сверкающий, который долго искали, ныне найденный». В то же время фосфор был получен в Англии Бойлем и его ассистентом Гауквицем. Гауквиц вел себя не лучше других, тоже держал рецепт изготовления фосфора в секрете и нажил состояние, продавая ученым фосфор за бешеные деньги. Все это безобразие кончилось в 1743 году, когда химик Марграф нашел более совершенный способ получения фосфора и опубликовал результаты своей работы для всеобщего сведения. Теперь каждый мог сотворить себе баночку «холодного огня» и спекуляция фосфором сошла на нет. Оказалось, что фосфор — весьма распространенный на земле элемент и причина долгой его неизвестности человечеству — то, что присутствует он только в составе соединений. Главный для фосфородобывающей промышленности минерал — апатит. Встречается апатит среди пород магматического происхождения в разнообразных формах, от мелких кристаллов до плотных, не отличимых от известняка масс. Второй по важности минерал — фосфорит. Это продукт отмирания живых существ и встречается он, соответственно, среди пород осадочного происхождения. Выделяют четыре модификации фосфора — белый, желтый, красный и черный. 1. Белый фосфор. Химически очень активен, это именно он светится бледно-зеленым светом, медленно окисляясь даже при комнатной температуре. Очень огнеопасен. Похожий на воск желтоватый белый фосфор обычно отливают в слитки в инертной атмосфере, и хранят, погрузив в очищенную воду. 2. Желтый фосфор — это неочищенный белый фосфор. Кристаллическое вещество от светло-желтого до темно-бурого цвета, не растворимое в воде. Очень огнеопасен. Хранится и перевозится, как и белый фосфор, под слоем воды. 3. Красный фосфор гораздо стабильнее белого и желтого. Воспламеняется лишь при высоких температурах и совсем не светится. В присутствии влаги отсыревает и поэтому хранится в герметичной таре. 4. Черный фосфор — самый стабильный. Черное вещество с металлическим блеском, весьма похожее на графит. О свечении не может быть и речи, а поджечь черный фосфор можно только в чистом кислороде, раскалив до 400 °С. Некоторое время фосфор был востребован только учеными, но постепенно стал использоваться и далекими от науки людьми. Одними из первых нашли применение фосфору некоторые несознательные служители культа. Скатав из воска и фосфора карандаши, эти хитрецы писали на штукатурке разные слова, не видимые ясным днем, и пораженные прихожане воочию видели, как перед ними на стене храма возникают из ниоткуда пылающие письмена. В ход так же шли самовоспламеняющиеся свечи — фитиль смачивался фосфором, растворенным в сероуглероде. Когда растворитель испарялся, фосфор окислялся в воздухе и поджигал фитиль. Неграмотные крестьяне бывали весьма удивлены, когда свеча загоралась сама по себе, без видимых причин. Популярность церкви росла. Отметим, что с течением времени культура и образование обывателя повышались и подобные фокусы потеряли свой эффект. В романе Конан Дойля преступный отпрыск семейства Баскервилей мазал морду своего всемирно известного дога фосфором, дабы его призрачным светом вселить ужас в сердца своих нелюбимых родственников. Зловещий замысел был гениален и продуктивен — несчастные жертвы очень пугались подсвечиваемого во тьме чудища и даже умирали от страха. Однако, карьера светящейся собаки была недолгой — она пала под пулями Шерлока Холмса и доктора Ватсона. Но даже если собака не погибла бы от рук сыщиков, вряд ли ее ждала долгая и здоровая жизнь — усердный злодей не только подводил псу глаза, но и мазал фосфором собачьи язык и небо, в попытке достигнуть эффекта пламени, вырывающегося из пасти монстра. Преступник был изобретателен, но не очень образован, иначе бы он знал, что белый фосфор — один из сильнейших ядов, десятая часть грамма которого убивает взрослого человека (взрослую собаку, естественно, тоже). Между прочим, какая-то парадоксальная ситуация получается — ничтожного количества фосфора достаточно чтобы свалить с ног крепкую лошадь, и в то же время фосфор совершенно необходим для жизни животных и растений. В растениях он присутствует буквально везде — от корней до косточек плодов; в животных организмах он накапливается в основном в скелете, мышцах и нервной ткани. Недаром фосфор назвали «элементом жизни и мысли» — в теле человека содержится порядка 1,5 кг этого элемента. Проведя несложные подсчеты увидим, что если выделить весь фосфор из организма отдельно взятого индивидуума, им можно отравить 15000 человек. Гипотетически. Большая часть фосфора присутствует в костях — 1,4 кг, это доказали еще в 1769 году, а через два года шведский химик Шелле уже вовсю добывал фосфор из золы, получаемой при обжиге костей. Наличие фосфора в мозговой ткани открыли еще раньше — это сделал Генсинг в 1715 году. С тех пор затруднения в интеллектуальной деятельности принято объяснять недостатком фосфора в мозгу, а тугодумам рекомендуют кушать рыбу — в ней, как известно, фосфора много. Осознав, что фосфор помогает росту растений, человечество быстро поставило это замечательное свойство себе на службу, внедрив в сельское хозяйство использование фосфатных удобрений. Берем фосфат кальция, добавляем серную кислоту и получаем в результате реакции смесь сульфата и дигидрофосфата кальция, известную в широких кругах как суперфосфат. Впервые такую процедуру провел англичанин Лавузье в 1839 году, за что ему и сейчас благодарны труженики села всей планеты. Сульфат кальция в составе этого удобрения лишний, но отделять его довольно проблематично. Было решено, что сойдет и так, и поэтому в суперфосфате полезного для картошки дигидрофосфата содержится не более 20%. Прогресс, как известно, не стоит на месте, и вот уже везут в поля и нивы двойной суперфосфат, в котором содержание дигидрофосфата поднято уже до 50%. Получают сей продукт из фосфорной кислоты и фосфата кальция. Заметим, что двойной суперфосфат богаче обычного фосфором примерно не в два, а в три раза, поэтому «двойным» логичнее было назвать другое фосфорное удобрение — кальцийгидрофосфат, известный в деревне как преципитат. Конечно, фосфор популярен не только в среде пахарей и огородников. Соединяя фосфор с азотом и хлором, химики получили замечательный синтетический каучук и пластмассоподобные вещества, в которых совсем нет углерода. Прямая выгода таких соединений, в отличие от других резин и пластмасс, — повышенная термостойкость. Фосфорный каучук вполне может выдерживать температуры до 350 °C. Фосфорный ангидрид используют как хороший осушитель, он имеет свойство поглощать влагу из окружающей среды. Фосфаты щелочных металлов идут на приготовление моющих средств. Галогениды фосфора используются в промышленности органического синтеза. Если добавить фосфор в металл, то механические свойства последнего ухудшатся. Но при остывании металл, в котором присутствует фосфор, имеет свойство немного расширяться, что помогает ему заполнить все полости формы при отливке. Всевозможные статуи, художественные оградки и барельефы делают как раз из фосфористой бронзы или фосфористого чугуна. Различные фосфорорганические соединения с успехом используются для приготовления лекарств и получения ядов для борьбы с различными вредителями, в том числе и сельскохозяйственными. Много радости фосфор доставил военным, которые заправляли им зажигательные бомбы и дымовые шашки. Самое популярное и распространенное изделие, для производства которого нужен фосфор — это, конечно, коробок спичек. Первые спички, при изготовлении которых использовался фосфор, изобрел французский студент Шарль Сориа. До него спички изготовлялись из бертолетовой соли и были очень неудобны — для воспламенения надо было окунать спичку в пузырек с серной кислотой, или раздавить стеклянную головку, покрытую той же кислотой, специальными щипцами. Лучшими считались спички английского аптекаря Вокера, их надо было тереть об специальный стеклянный наждак. Шарлю удалось избавиться от пары спичка—воспламенитель, новые спичечные головки содержали белый фосфор, и для получения огня достаточно было хорошенько черкануть спичкой по любой твердой поверхности — будь то хоть стена дома, хоть подошва ботинка. При всем своем очевидном удобстве спички Шарля обладали существенным недостатком — они были ядовиты и имели свойство воспламеняться в самый неподходящий момент. Обеспокоенный резко возросшей в Европе статистикой отравлений и пожаров, пытливый рационализаторский ум сделал очередное напряжение, и в 1833 году немецкий изобретатель Иоганн Каммерер представляет публике свои новые, усовершенствованные спички. Вернувшись к старой связке спичка—воспламенитель, Каммерер отнюдь не отказался от фосфора, но применил фосфор не белый, а красный — куда менее горючий и токсичный, и использовал его не для изготовления спичечной головки, а в «терке» воспламенителя. Изобретение вышло хоть куда, но немецкие власти, памятуя о повышенной пожароопасности старых спичек, поспешили запретить и новые. Центр изготовления новых спичек переместился в Швецию и теперь они известны нам под названием «шведские». Ими мы пользуемся и по нынешний день. Головка современных спичек, как и у их прародителей, содержит бертолетову соль, а красный фосфор, смешанный с сульфидом сурьмы и клеем, наносится на поверхность спичечного коробка. Если в темноте несильно провести спичкой по коробку, то мы увидим на «черкаше» бледный светящийся след — это светится белый фосфор, выделяющийся из красного под воздействием тепла. Если черкануть энергичнее, фосфор вступит в реакцию с бертолетовой солью спичечной головки и получится огонь. Вот так это нехитрое приспособление позволяет нам делать то, для чего на протяжении сотен лет наши предки использовали вертящиеся палки, камни, железные бруски и другие неудобные в быту предметы. Надо было только фосфор открыть. Сергей Журавлев. |
|
| © 2006-2017. Все права защищены. «Единый промышленный портал Сибири» Цитирование приветствуется при условии указания ссылки на источник - www.epps.ru © Создание сайта - студия GolDesign.Ru |