Мир, созданный химиками. От философского камня до графена

В качестве твердого материала ВАМ может заменить гораздо более дорогой алмаз. Хотя алмаз все-таки тверже ВАМ, он химически взаимодействует со сталью и довольно быстро разрушается, например, на станках для резки металла. А скользкий ВАМ — нет. К тому же в качестве идеальной смазки ВАМ имеет практически неограниченные области применения. Надо полагать, что скоро появятся сковородки с покрытием из ВАМ вместо тефлона.

Фосфор благодатного огня

Самым знаменитым случайным химическим открытием далекого прошлого, несомненно, является получение белого фосфора алхимиком Хеннигом Брандом (около 1630–1710). Алхимики, как известно, занимались поиском философского камня, который превращает любой металл в золото и заодно делает человека бессмертным. Видимо, чтобы у него было время потратить это золото. При этом мечтавшие получить философский камень алхимики и покровительствовавшие им короли и прочие правители совершенно не разбирались в экономике, что неудивительно — они только тратили деньги, а не зарабатывали их. Золото потому и является ценным металлом, что его мало, а если бы люди научились с помощью философского камня изготавливать его в неограниченных количествах, то его цена сравнялась бы с ценой того металла, из которого золото бы делали, скорее всего, со стоимостью недорогой меди. Когда в эпоху Великих географических открытий испанцы начали привозить десятки и сотни тонн золота из Америки, в Европе началась дикая инфляция и вместо процветания во многие страны пришел голод.

Однако по ходу дела алхимики сделали массу открытий, разработали множество приемов работы в лаборатории и придумали химическую посуду, а про алхимика Иоганна Бёттгера (1682–1719), работавшего при дворе саксонского курфюрста Августа Сильного, даже говорили, что он таки открыл способ получения золота. Вряд ли это так, но зато Бёттгер примерно в 1710 году сумел изготовить первым в Европе знаменитый и дорогой фарфор, позже получивший название майсенского. Об открытии же Бранда обычно говорят с усмешкой — пикантность ситуации заключается в том, что в качестве исходного сырья для изготовления своего философского камня Бранд использовал мочу, причем не свою (этого сырья не хватило бы для опытов), а мочу солдат местного гарнизона. Причем ушлый начальник гарнизона еще и содрал с него за мочу некоторое количество деньжат!

Бранд перегонял мочу в огромных количествах и в конце концов получил пару сотен граммов сухого остатка, которые решил прокалить с углем и песком. Он, конечно, не знал о присутствии в человеческой моче фосфатов, которые реагируют с песком (диоксидом кремния) с образованием пятиокиси фосфора, восстанавливающейся углем до элементарного фосфора, причем в данном случае его белой аллотропической модификации:

4Na ₃PO ₄+ 6SiO ₂+ 5C = 6Na ₂SiO ₃+ 5CO ₂+ 4P

Белый фосфор легко окисляется кислородом воздуха до своего оксида и при этом светится слегка зеленоватым, очень красивым светом. Увидев это свечение, Бранд пришел в изумление, а потом быстро смекнул, что тут можно подзаработать — показывать явление за деньги. И хотя белый фосфор не стал философским камнем — он не превращал железо или медь в золото, Бранду он золото все же принес: великолепное самосветящееся вещество стоило даже дороже золота. По крайней мере до того момента, пока великий швед Карл Шееле не разработал способ получения фосфора из золы после обжига костей животных и, к сожалению, людей. Впрочем, чаще всего преступников. Кости представляют собой сложный комплекс из органического вещества и минеральных солей — фосфатов кальция и магния, карбоната и хлорида кальция и многих других. Фосфор получим, заменив фосфат натрия в приведенной выше реакции на эти фосфаты кальция и магния. Открытие шведа Шееле лучше всех использовали его соотечественники, и поэтому шведские спички считались лучшими в мире и широко экспортировались, в том числе в Россию. Именно поэтому рассказ Антона Павловича Чехова называется «Шведская спичка».

В самой России спички выпускают с конца позапрошлого века, но к началу века прошлого от опасного белого фосфора отказались. Сейчас в головке спички и в намазке на боку спичечной коробки («тёрке») находится смесь различных веществ, главным из которых в головке является бертолетова соль KCLO ₃, а в «тёрке» — красный фосфор, неядовитая и не воспламеняющаяся на воздухе аллотропическая модификация фосфора. Реакция между бертолетовой солью и фосфором приводит к воспламенению деревянной спички:

5KCLO ₃+ 6P = 5KCL + 3P ₂O ₅