Карнавал молекул. Химия необычная и забавная

Школьные учебники химии, справочники, пособия, учебники для студентов вузов, солидные монографии, научные статьи полны (или даже переполнены) сведениями о том, как устроены молекулы различных веществ и каким способом можно их получить. Гораздо реже можно встретить описание тех приборов, в которых получают эти соединения. Предполагается, как само собой разумеющееся, что если описана методика синтеза, то грамотный химик сам сумеет собрать нужный прибор. Это действительно так, впрочем, некоторые намеки на то, каким должен быть прибор, в методиках иногда присутствуют.

Но совсем не уделяется внимание тому, где именно совершаются все химические работы, т. е. описанию лаборатории. С точки зрения химика, ничего привлекательного в таком помещении нет, все самое интересное происходит в реакционном сосуде. Если какой-либо популярный журнал или научное издательство попросит авторитетного химика прислать фотографию, он, скорее всего, пришлет копию снимка на паспорт (похожего на те, которые именуют «Их разыскивает полиция»), в крайнем случае сфотографируется в своем рабочем кабинете у стола, заваленного бумагами, либо на фоне персонального компьютера. Согласитесь, что это полностью обезличивает профессию, точно так же можно сделать снимок на фоне дачного домика или личного автомобиля.

Тем не менее лабораторное помещение, где химики проводят основное время, вполне заслуживает внимания. Уважительный интерес можно встретить не у химиков, а у тех, кто пытается рассказать о химиках, – у журналистов, фотокорреспондентов или телеоператоров. Они всегда стараются сделать снимок или видеорепортаж на фоне сложных стеклянных приборов и непременно с булькающими в них цветными жидкостями. Если люди, далекие от химии, видят в обстановке лаборатории некую привлекательность, то, может быть, и химикам следует иногда взглянуть свежим взглядом на окружающее их пространство. Особенно интересно посмотреть, как это пространство менялось со временем.

Предшественница химии

Известно, что алхимия ставила своей целью получение золота из неблагородных металлов – ртути, меди, свинца и др. Дополнительной задачей было получение некоего философского камня, который, как полагали, позволит осуществить любые превращения веществ. По существу, алхимия была предшественницей всей современной химической науки. Пытаясь решить основную задачу, алхимики проводили множество различных опытов и накопили большое количество сведений о свойствах разнообразных веществ. Полученные знания оказались достаточно ценными независимо от основной цели. Алхимики изучили многие свойства известных в то время металлов – золота, серебра, олова, свинца, меди, железа и ртути. Во второй половине VIII в. были уже освоены такие химические процедуры, как растворение солей, фильтрование растворов, кристаллизация из растворов, перегонка жидкостей при нагревании, обжигание известкового камня с получением негашеной извести, плавление и сплавление металлов. Было освоено получение уксусной кислоты перегонкой прокисшего виноградного вина. При нагревании смеси трех солей – селитры, купороса и квасцов – с последующей отгонкой была получена жидкость, способная растворять серебро, медь, свинец (азотная кислота – HNO₃). При добавлении к смеси этих солей нашатыря (NH₄Cl) получалась жидкость, названная «царской водкой» из-за ее способности растворять золото (смесь соляной и азотной кислоты). Множество опытов проводилось с самородной серой, были получены сульфиды всех доступных металлов и описаны их свойства.

Рисунки в сохранившихся рукописях показывают, что основной процедурой было нагревание, позволявшее проводить дистилляцию (перегонку).

Такие рисунки можно условно рассматривать как иллюстрации к публикациям, они добросовестно изображают используемое оборудование, но не более того. Обстановку в самой лаборатории взяли на себя труд изобразить профессиональные художники.

Во все времена непосвященные люди воспринимали химию как некое колдовство или шаманство, что неизбежно сопровождалось удивлением и уважением. Всегда находились те, кто старался запечатлеть алхимиков и ту обстановку, в которой они свершают свое таинство. Благодаря этому мы имеем возможность познакомиться с сохранившимися гравюрами и живописными полотнами. На гравюрах (рис. 9.9) центральное место, как правило, занимают очаг или раздуваемая специальными мехами жаровня. У главного алхимика обычно несколько помощников, поддерживающих огонь, смешивающих и измельчающих вещества, сам маэстро показан погруженным в чтение алхимического трактата. Обычно всюду царит беспорядок, на полу разбросана различная утварь, при внимательном рассмотрении можно заметить простейшие измерительные приборы – песочные часы или чашечные весы, кроме того, видны непременные реторты. Реторта – универсальный прибор алхимиков, предназначенный для различных химических операций: перегонки, разложения, сплавления при высокой температуре. Долгое время реторта служила общепринятым символом химии.