Девятый знак

Многим известна краска «берлинская лазурь» красивого синего цвета. Эта краска образуется, если к раствору какой-либо соли железа прилить раствор желтой кровяной соли. Оказывается, окраска возникает даже в том случае, если содержание железа в растворе не превышает трех сотых долей грамма в одном литре, или трех стотысячных долей грамма в одном миллилитре. А 0,00003 грамма — это уже обычным аналитическим весам не «под силу». Желтую кровяную соль поэтому называют реактивом на соединения железа. Как видим, это очень чувствительный реактив.

Однако чувствительность желтой кровяной соли — ничто по сравнению с действием другого определителя железа, органического вещества фенантролина. С помощью этого реактива можно обнаружить в одном миллилитре раствора две десятимиллионные доли грамма железа: 0,0000002, или 2· 10^–7.

Органические реактивы найдены почти на все элементы. Каждый из них реактивов позволяет обнаружить с помощью соответствующей окраски от стотысячных до десятимиллионных долей грамма элемента и одном миллилитре раствора. Очевидно, что никакие весы не могут сравниться по чувствительности с колориметрическими реакциями.

Кстати, определение содержания золота в ртути в опытах Литте проводилось реактивом, обладающим весьма длинным и звучным названием: паратетраметилдиаминодифенилметан. Этот реактив позволяет обнаружить миллионные доли грамма золота.

Если учесть, что в каждом грамме обычной ртути содержатся вдесятеро большие количества золота, то становится понятным, что Литте и его сотрудники открыли лишь то, что было в ртути с самого начала (внеся, впрочем, дополнительные количества золота из очков, запонок, колец и других золотых предметов).

С помощью органических реактивов научились не только вызывать появление окраски, которая «выдает» нам присутствие того или иного элемента в растворе, но также и переводить эти элементы в не растворимые в воде соединения. Можно назвать здесь в качестве примера органический реактив диметилглиоксим. Этот реактив был открыт известным русским химиком Л. А. Чугаевым в начале нашего столетия. Если в растворе, к которому прибавлен диметилглиоксим, имеются хотя бы ничтожные количества металла никеля, то сейчас же образуется осадок. Взвешивая осадок, можно судить, сколько металла было в исследуемом растворе. С помощью диметилглиоксима можно определить содержание никеля в растворе, даже если оно не превышает одной стомиллионной грамма (10^–8) в одном миллилитре.

Начиная с 30-х годов в практику химического анализа все больше стали внедряться так называемые физические методы. Ученые настойчиво искали заменителей своим органам чувств: «глаза», которые видели бы лучше человеческих, «руки», которые были бы чувствительнее наших, «слух», который позволял бы слышать неслышимое.

Эти методы в настоящее время прочно вошли в практику химических исследований и оказали неоценимую услугу ученым.

Здесь прежде всего надо назвать спектроскопию. Спектроскопия — один из самых молодых методов исследования, но вместе с тем и, пожалуй, самый уважаемый. Когда ровно сто лет назад было открыто, что каждый элемент по-своему окрашивает пламя горелки, это не вызвало поначалу особого удивления. В середине XIX столетия, когда возникла спектроскопия, химия переживала бурное время важнейших открытий. Это были первые годы существования молекулярной гипотезы, чуть ли не каждый месяц приносил новые, и притом весьма большие, достижения в области органической химии, рождались новые методы анализа.

Первые же шаги спектроскопии начались с научного триумфа. «Боевым крещением» этого метода было открытие двух новых элементов — рубидия и цезия. Открытие нового элемента всегда почиталось делом великой важности и представляло весьма видное событие в химической пауке. Вот почему спектроскопия сразу обратила на себя внимание.

Уважение к этому методу возросло еще больше, когда за какой-нибудь десяток лет с ее помощью были открыты элементы таллий, индий, германий, галлий и другие.

Апофеозом же этого метода было открытие гелия.

В 1868 году в протуберанцах[2] Солнца была замечена яркая желтая линия, которая не отвечала ни одному из известных на Земле элементов. Этот элемент по имени Солнца (солнце по-гречески — «гелиос») был назван гелием. Прошло несколько десятков лет, прежде чем гелий был открыт на нашей планете, вначале в виде незначительных примесей к минералам, а затем уже в атмосфере.

Интересно, что с помощью спектроскопии были открыты те элементы, содержание которых в минералах и породах ничтожно.