Девятый знак

Есть такая наука геохимия. Занимается она изучением химического состава различных горных пород, минералов, вод морей и рек. Химический анализ минерала — вещь самая обычная. Определяют, сколько какого элемента входит в состав этого минерала, и делу конец. Если сложить процентное содержание всех элементов в минерале, сколько должно получиться? 100 % — тут и гадать нечего. Действительно, химики проделывали тысячи анализов, и если только анализ проводился правильно, то всегда получалось 100 %.

Однако мало кто из этих аналитиков задавался вопросом: а какого «чина», так сказать, эти сто процентов? Можно ли написать 100,0 % или 100,000 %. И вот, когда задумались над этим, оказалось, что только в самых лучших случаях можно писать 100 % (т. е. это, как мы теперь знаем, может быть и 99,91 и 99,66 и т. п.). В подавляющем же большинстве случаев следовало бы писать 99,9 %.

И вот в этой одной десятой процента оказалась бездна чрезвычайно интересных вещей.

Есть такой минерал — цинковая обманка. Во всех учебниках химии можно, найти, что это такое: сернистый цинк ZnS. Правильно, так, в основном, оно и есть. Но в чистом сернистом цинке цинка должно быть 67,09 %, в минерале же, как показывает точный анализ, его всего 63,55 %. Серы должно быть 32,91 %, а в обманке — 31,92 %. Сложим эти проценты: 95,47. До ста процентов, как видим, еще далеко. Значит, в минерале есть еще что-то. Это, конечно, неудивительно: разве может природный минерал быть таким же чистым, как химический реактив, специально приготовленный в лаборатории?

Действительно, произведя дополнительный анализ, можно установить, что в нашем образце имеются весьма значительные примеси железа — 1,57 %, кремния — 0,34, марганца — 0,27, кислорода — 0,15, свинца — 0,15, мышьяка — 0,15 и меди — 0,13 %. Перед вами результаты анализа, который не так давно назывался полным.

Но действительно ли он полный? Сложим все эти результаты. Да, анализ почти полный — получилось 99,22 %. На долю чего же приходятся остальные 0,78 %?

Нет надобности дальше утомлять читателя числами. Скажу только, что при весьма тщательном анализе можно набрать еще около семи десятых процента. Эти 0,7 % приходятся на элементы: водород, кальций, кадмий, алюминий, магний, селен, хлор, сурьму, углерод, фосфор, натрий, калий, титан, висмут.

Итак, анализировали цинковую обманку, которая должна состоять из цинка и серы, а нашли уже 23 элемента. Но ведь это не все. Еще остается около 0,1 %. На долю примерно одной десятой процента приходится содержание еще 23 элементов. Я не буду всех их перечислять. Скажу только, что среди них находятся такие, как германий, индий, золото (его в цинковой обманке приблизительно 0,0005 %). Но самое интересное, что эти 23 элемента в сумме опять-таки не дадут ровно 0,08 %. Будет еще и остаток, приблизительно в одну тысячную процента. Чтобы установить, что входит в эту одну тысячную, и пришлось прибегнуть ко всем тем тонким методам исследования, которые были описаны в предыдущих разделах. Оказывается, в этой одной тысячной можно с абсолютной достоверностью установить наличие еще 30 химических элементов.

Всего 76 элементов. Итак, почти вся Менделеевская таблица в одном куске цинковой обманки.

Этот минерал не представляет исключения. Пусть не создастся мнение, что цинковая обманка приведена тут в качестве примера из-за того, что только ей свойственна такая замечательная особенность. Ничего подобного. Опыты показали, что во всех исследованных минералах можно найти ничуть не меньшее количество химических элементов, чем в рассмотренной нами цинковой обманке.

От изучения минералов перешли к другим объектам. Оказалось, что какой бы предмет ни подвергнуть тщательному анализу, будь то кусок мела или коровье молоко, пепельница или молоток, школьная тетрадь или кухонный половник, — всюду можно найти почти все элементы Периодической системы. Как и в случае с обманкой, содержание одних будет составлять десятки процентов, другие будут находиться там в десятых долях процента, а третьи будут лежать за пятым или шестым десятичным знаком: их будет там не более одной стотысячной, а то и меньшей доли процента.

Одна стотысячная процента — это очень мало. Если установлено, что в данной породе, например, содержится такое количество какого-либо элемента, то потребовалось бы переработать десять тысяч килограммов ее, чтобы добыть только один грамм элемента. Вот почему бессмысленно, например, добывать золото из цинковой обманки, хотя присутствие его там установлено с несомненностью.

Совершенно очевидно, что, не обладай химики такими чувствительными методами анализа, нельзя было бы установить этот в высшей степени интересный факт, называемый теперь эффектом повсеместного· присутствия химических элементов.