100 великих научных открытий

Природный газ находится под землей под давлением, во много раз превышающим атмосферное, и, как только скважина, пробуренная специальной буровой установкой, достигает пласта, на поверхность вырывается мощный газовый поток. Чтобы буровая установка не повредилась и не случилось самовозгорания, поток перекрывают специальными стальными задвижками, после чего под отрегулированным давлением направляют в трубопроводы. Продвигаясь по трубопроводу и преодолевая силу трения, газ теряет потенциальную силу, поэтому на его пути устанавливаются компрессорные станции, которые дожимают его до нужного давления и охлаждают. Поскольку чистый природный газ не пахнет, для определения утечки в него добавляют вещества с резким неприятным запахом (гнилой капусты, прелого сена, тухлых яиц).

В экологическом отношении природный газ является самым чистым видом органического топлива: при его сгорании образуется значительно меньшее количество вредных веществ по сравнению с другими видами горючего. Однако в целом люди сжигают огромное количество разного топлива, что ведет к увеличению содержания углекислого газа в атмосфере и парниковому эффекту. В связи с этим в 1997 г. был подписан Киотский протокол по ограничению парникового эффекта, и к 26 марта 2009 г. его ратифицировала 181 страна мира.

Синтез органических веществ из неорганических

Вплоть до XIX в. в естественных науках господствовала концепция витализма. Химики и биологи полагали, будто в веществах, составляющих организмы растений и животных, присутствует некая загадочная «жизненная сила», которая делает невозможным получение органических веществ из неорганических — ведь у последних просто отсутствует необходимый компонент.

Так, шведский химик Йенс Якоб Берцелиус (1779–1848) считал, что в органическом мире действуют иные силы и законы, нежели в неорганическом. У неорганических веществ сильно проявляются электрохимические свойства, и получить эти вещества (в том числе благородные металлы) можно лишь с помощью химических превращений. Отличительной же особенностью органических соединений, по мнению Берцелиуса, является специфическое происхождение и соответствующие свойства, поэтому «тела растительного и животного царств» можно выделить лишь из «живой материи» — частей растений, животных и человека, а также из продуктов их жизнедеятельности. «Существо живого тела, — писал Берцелиус, — заключается не в его неорганических элементах, а в чем-то другом, что в состоянии склонить неорганические, общие для всех живых тел элементы к осуществлению определенных, своеобразных для каждого рода результатов. Это нечто, называемое нами жизненной силой, целиком лежит вне неорганических элементов и не является одним из первоначальных свойств, как вес, непроницаемость, электрическая полярность и прочее. Что оно собой представляет, где его начало и где конец — мы не знаем».

В то же время ученый считал, что поскольку неизвестно, «где начало и где конец» жизненной силы, то объяснить все процессы, протекающие в «живых телах» (организмах), действием только этой силы нельзя. «Значит, — делал он вывод, — нам остается найти в самих органических процессах те своеобразные условия, при которых в них действуют общие природные силы. Но те же силы предполагают наличие одних и тех же законов природы. Отсюда следует, что наши знания о законах соединения элементов в неорганической природе должны быть целиком применимы и к соединениям этих элементов в органической природе».

И все же Берцелиус сомневался, что можно получить органические вещества из неорганических путем синтеза, считая такой синтез «несовершенным подражанием» природе. Одним из первых, кто осуществил «подражание», был ученик Берцелиуса, немецкий химик и врач по образованию Фридрих Вёлер (1800–1882).

Большую часть своей профессиональной жизни Фридрих отдал изучению и преподаванию органической химии. В частности, исследовал свойства мочевой кислоты и алкалоидов опия, а также открыл щавелевую кислоту. Но самое значимое свое открытие Вёлер совершил почти случайно.

В 1822 г. он получил соли циановой кислоты и установил ее состав (HOCN), который оказался тождественным составу гремучей кислоты (CNOH). Соотечественник Вёлера, Ю. Либих, который тоже исследовал эту кислоту, усомнился в правильности данных Фридриха и написал ему, что анализ циановой кислоты проведен неточно. Вёлер вновь повторил опыты и убедился — результаты получаются прежними. Не зная, чем это вызвано, он обратился за помощью к Берцелиусу, и тот, сопоставив данные обоих химиков, пришел к выводу, что среди органических веществ обнаружены соединения одинакового состава, но с разными свойствами. Это явление Берцелиус назвал изомерией.