Химия навсегда. О гороховом супе, опасности утреннего кофе и пробе мистера Марша

Однако на этот раз общественность и власти знали о потенциальной опасности свинца. Более того, поскольку ни один из возможных поставщиков – ни E.I. du Pont de Nemours Corp, ни Standard Oil – не смог освоить сложный процесс производства (вдобавок к несостоявшейся смерти Джозефа Д. Лесли десять рабочих погибли, а многие другие пострадали от отравления свинцом), будущее этого нового компонента выглядело мрачным. Элис Гамильтон, которая приобретала все больший авторитет в вопросах токсичных промышленных веществ, высказывалась против «этила», как любили называть это вещество его защитники, работавшие в корпорации Ethyl Gasoline. Гамильтон подчеркивала риски как для безопасности рабочих, так и для всего населения в долгосрочной перспективе. Тетраэтиловый свинец запретили в Нью-Джерси и перестали использовать в Нью-Йорке и Пенсильвании.

Хотя у Кеттеринга в рукаве лабораторного халата были припрятаны и другие возможные решения, General Motors и Standard Oil (основные акционеры корпорации Ethyl Gasoline), похоже, решили, что тетраэтиловый свинец – оптимальный выбор для рынка. Ситуация с патентом была прозрачной, а в том случае, если «этил» стал бы стандартной присадкой к любому бензину, прибыль оказалась бы весьма существенной. Разумеется, с этанолом, одной из альтернативных присадок, все было совсем не так; не была идеальной и ситуация с пентакарбонилжелезом, поскольку здесь существовали европейские конкуренты и возможные патенты.

С точки зрения химии пентакарбонилжелезо и тетраэтилсвинец (показаны на рисунке 40) – это металлоорганические соединения, поскольку в них есть связь металл – углерод. В том, что касается образования химических связей, тетраэтилсвинец весьма прямолинеен. Можно считать, что свинец отчасти ведет себя здесь как углерод – элемент, находящийся на самом верху этой же группы в Периодической таблице, – так что Pb(CH₂CH₃)₄ становится аналогом углеводорода C(CH₂CH₃)₄ – 3,3-диэтилпентана, или тетраэтилметана, изображенного на рисунке 40. Пентакарбонилжелезо, или Fe(CO)₅, – совсем другое дело.

Если представить, что углерод-углеродные связи в 3,3-диэтилпентане состоят из двух электронов, по одному от каждого атома углерода, и атомы равномерно делят электроны между собой, то связь свинец – углерод можно рассматривать так: ион Pb⁴⁺ заимствует по два электрона у каждой отрицательно заряженной этиловой группы и образует четыре связи Pb – C, в каждой из которых тоже по два электрона. Железо в Fe(CO)₅ не заряжено, как и СО, молекула оксида углерода (II), или угарного газа, так что в этом случае не очевидно, в каком направлении захотят переместиться электроны. На самом деле они движутся в обе стороны: два электрона на концах молекул СО оказываются в совместном владении с железом, и одновременно другие электроны, стабилизированные на других орбиталях, атом железа отдает СО. Это настолько запутано, что обычно мы не пытаемся показать процесс, изображая связи, так что Fe и С по-прежнему соединены лишь одной линией, хотя характер образования связи тут совершенно иной, чем для связи Pb – C.

Рисунок 40. Простой углеводород, родственный этому углеводороду тетраэтилсвинец и пентакарбонилжелезо Fe(CO)₅.

Трудно сказать, стал ли бы Fe(CO)₅ лучшей антидетонационной присадкой, чем Pb(CH₂CH₃)₄. Их острая токсичность примерно одинакова, и, возможно, количество добавляемого в топливо пентакарбонилжелеза было бы выше. Как бы то ни было, это показывает, что альтернативная присадка, не оставлявшая устойчивого загрязнения, возможно, была разработана еще в 20-х годах.

Однако в то время об этом мало кто знал. Чтобы разрешить проблему с тетраэтилсвинцом, главный санитарный врач США созвал общегосударственное собрание, и в мае 1925 года более 100 делегатов от компаний, профсоюзов, органов власти, университетов и прессы встретились в Вашингтоне. Кеттеринг, один из докладчиков, представил собравшимся тетраэтилсвинец как единственный жизнеспособный вариант решения проблемы с детонированием, хотя некоторые из слушателей, включая Гамильтон, отказались в это поверить[236].

Разумеется, альтернативные варианты были надежно заперты в корпоративной лаборатории Кеттеринга; мы знаем о них только благодаря работам профессора Уильяма Коварика из Университета Рэдфорда, который использовал недавно обнародованные архивы[237] исследовательской организации GM в Дейтоне, чтобы опубликовать всестороннее исследование этого вопроса. Возможно, давление со стороны конкурирующих продуктов также послужило причиной того, что GM и ее партнеры начали масштабное производство тетраэтилсвинца прежде, чем разработали соответствующие меры безопасности и провели подготовку персонала.