Карнавал молекул. Химия необычная и забавная

В итоге из 100 мг ртути удалось получить всего 35 мкг (!) чистого золота. Сейчас этот «экспонат» хранится в Чикагском музее науки и промышленности. Цена золота, полученного таким способом, исключительно высока: она во много раз превосходит цену природного золота, добытого из самых бедных золотоносных руд. Пока ни одно государство не планирует пополнение своих золотых запасов за счет синтетического золота, тем не менее мечту древних алхимиков все же удалось осуществить!

Химия становится наукой

Алхимики, накопив большой экспериментальный опыт, постепенно начинали понимать, что владеют умением получать многие нужные и полезные вещества. Типичный пример – творчество Иоганна Рудольфа Глаубера (1604–1670), который в молодости изготавливал зеркала, затем занимался алхимией и периодически работал в аптеках. Позже он стал серьезно изучать состав солей и кислот, разработал способы получения серной, азотной, соляной кислот (рис. 9.18). Его экспериментальные успехи заложили основы для научной и промышленной химии. Начинались времена, когда алхимия все теснее связывала свои цели с задачами практической металлургии, горного дела и медицины.

В лабораториях этого времени уже отсутствует обстановка напряженного ожидания алхимического чуда, идет будничная работа (рис. 9.19). Посуда, как правило, керамическая, из стекла изготавливают только реторты.

На рисунке 9.20 показан макет химической лаборатории М.В. Ломоносова, открытой им в 1748 г. в С.-Петербурге. Центральное место занимает печь, которую дополняют различные инструменты для работы с нагретыми предметами, впрочем, чашечные весы находятся на почетном месте.

В начале XVIII в. керамическая посуда постепенно заменяется стеклянной (рис. 9.21).

С годами лабораторная практика позволила создать некоторые стандартные приборы, удовлетворяющие требованиям большинства химиков. На рисунке 9.22 показана небольшая часть таких приборов и дополнительного лабораторного оборудования, использовавшегося в начале ХХ в. Большинство этих приборов и их назначение хорошо знакомы нынешним химикам старшего поколения; примечательно, что в современных лабораториях до сих пор присутствуют и используются некоторые из них. Два последних предмета, показанных на рисунке, практически вышли из употребления – это водяная турбинка, вращающаяся под действием струи воды и перемешивающая реакционную массу, а также ручной вакуумный насос.

К началу XX в. реторту вытеснили из лабораторной практики более совершенные приборы, такие как колба Вюрца и холодильник Либиха. Однако в каталоге «Лабораторная химическая посуда» Центракадемснаба (1963 г.) реторта все же была представлена как выпускаемая продукция. Показанный далеко не полный набор лабораторного оборудования на непосвященных производит сильное впечатление, многим кажется, что даже запомнить назначение всех этих предметов невозможно, однако у работающего химика этой проблемы вообще не возникает.

Лабораторные помещения были разной величины; для занятий начинающих химиков отводили один большой общий зал, где преподавателю было удобно наблюдать за работой учеников, проводивших несложные синтезы, именно этим объясняется отсутствие на показанных снимках вытяжных шкафов (рис. 9.23). Для профессоров, их помощников и других лиц, ведущих самостоятельные исследования, устраивали отдельные небольшие комнаты с вытяжными шкафами.

С исчезновением алхимии интерес к изображению лабораторных помещений у художников постепенно исчез. Эстетически более привлекательными стали интерьеры замка, концертного зала либо мастерская художника или скульптора, нежели химическая лаборатория. Лишь редкие энтузиасты старались запечатлеть на снимках эти, на первый взгляд будничные, помещения, благодаря чему мы можем увидеть, как выглядела лаборатория в первой половине ХХ в. В больших лабораторных помещениях присутствует непременная «икона» химии – таблица Менделеева, вытяжные шкафы становятся неотъемлемым атрибутом интерьера (рис. 9.24).

На снимках, показывающих рабочую обстановку, можно отметить, что строгий «аптечный» порядок на лабораторных столах, как правило, отсутствует. Это неизбежная примета большинства лабораторий, в которых ведут исследовательские работы (рис. 9.25).

К концу ХХ в. внутреннее убранство лабораторий заметно меняется. В практику входят магнитные мешалки с нагревом, электронные весы, роторные испарители, позволяющие проводить отгонку растворителя во вращающейся колбе. Вместо традиционного чугунного штатива с лапками и кольцами чаще используют металлическую решетку, которая дает больше свободы при сборке приборов.

Устройство, называемое линией Шленка, дает возможность проводить эксперименты в атмосфере инертного газа или в вакууме. Для добавления жидкостей и растворов в реакционную емкость используют шприцы, протыкающие резиновые пробки. Различные части приборов соединяются между собой при помощи герметичных шлифов. Реакционный раствор переводят из одного сосуда в другой действием вакуума или давлением инертного газа (рис. 9.26).