Анатолий Павлович Кондрашов Большая книга

Вид материала

Подобный материал:

1 ... 35 36 37 38 39 40 41 42 ... 92

4.153. Как Эдисон относился к перспективам синтеза каучука?

Выдающийся русский химик Сергей Васильевич Лебедев (1874–1934) в 1910 году первым в мире получил образец синтетического (бутадиенового) каучука. В 1913 году он опубликовал работу «Исследование в области полимеризации двуэтиленовых углеводородов», которая явилась научной основой для промышленного синтеза каучука. В 1926–1928 годах Лебедев с группой сотрудников разработали метод получения натрий-бутадиенового каучука. Узнав об этих работах, знаменитый американский изобретатель Томас Алва Эдисон (1847–1931) не поверил им и заявил: «Мой собственный опыт и опыт других показывает, что вряд ли сам процесс синтеза каучука вообще когда-либо увенчается успехом». Эдисон ошибался: в 1932 году по способу, разработанному Лебедевым, в СССР впервые в мире был осуществлен синтез каучука в промышленном масштабе, в 1938 году началось производство синтетического каучука в Германии, в 1942 году – в США.

4.154. Какой древний символ подсказал формулу строения бензола?

В 1865 году немецкий химик-органик Фридрих Август Кекуле (1829–1896) предложил циклическую формулу строения бензола. По его собственным словам, идею этой формулы ему подсказал популярный в Древнем Египте и Древней Греции символ – змей, держащий во рту собственный хвост (пожирающий сам себя и возрождающийся из себя самого).

4.155. В честь каких мифических существ названы кобальт и никель?

Окись кобальта применялась в Древнем Египте, Вавилоне, Китае для окрашивания стекол и эмалей в синий цвет. Для той же цели в XVI веке в Западной Европе стали пользоваться цафрой, или сафлором, – серой землистой массой, которую получали при обжиге некоторых руд, носивших название «кобольд». Эти руды выделяли при обжиге обильный ядовитый дым, а из продукта их обжига выплавить металл не удавалось. Средневековые рудокопы и металлурги считали это проделками мифических существ – кобольдов. Получил этот металл в 1735 году шведский химик Георг Брандт (1694–1768), который назвал его «корольком кобольда». Вскоре это название было изменено на «кобольт», а затем на «кобальт» (Со). Никель (Ni) впервые получил шведский химик Аксель Фредрик Кронстедт (1722–1765). Он же предложил и название элемента – от минерала купферникеля, известного уже в XVII веке и часто вводившего в заблуждение горняков внешним сходством с медными рудами (по-немецки купфер – медь, а никель – горный дух, якобы подсовывавший горнякам вместо руды пустую породу).

4.156. Как изобрели бездымный порох?

В 1845 году немецкий химик Христиан Фридрих Шёнбейн (1799–1868) проводил на кухне своего дома эксперимент с использованием смеси азотной и серной кислот. Жена строго-настрого запретила ему приносить свои колбы на кухню, поэтому он спешил закончить опыт в ее отсутствие – и пролил немного едкой смеси на кухонный стол. Опасаясь скандала, он схватил первую попавшуюся под руку тряпку (это оказался хлопчатобумажный кухонный фартук), вытер лужицу со стола, а потом повесил фартук перед очагом. Высохнув, фартук взорвался. Шёнбейн сразу понял, что он получил. Название, которое он дал новому веществу, дословно переводится с немецкого как «стреляющий хлопок», ныне же химики называют его нитроцеллюлозой. Шёнбейн продал рецепт производства нового взрывчатого вещества сразу нескольким правительствам. В то время в артиллерии использовали черный порох, сажа от которого так пачкала орудия, что в перерывах между выстрелами их приходилось чистить, а уже после первых залпов поднималась такая завеса дыма, что сражаться приходилось чуть ли не вслепую. К взрывчатому веществу, дающему значительно меньше дыма, да к тому же еще и более сильному, чем черный порох, военные отнеслись с энтузиазмом. Начали строить заводы по производству нитроцеллюлозы, однако они очень быстро взрывались. Нитроцеллюлоза была слишком нетерпелива, чтобы дожидаться сражений, а потому в начале 1860-х годов от ее применения пришлось отказаться. Позднее, однако, придумали способ очистки нитроцеллюлозы от примесей, которые вызывали самопроизвольные взрывы, и нитроцеллюлоза стала безопасной в применении. А в 1884 году был изобретен первый бездымный порох – пироксилиновый. Его изготовляли из нитроцеллюлозы с содержанием азота свыше 12 процентов (пироксилина) с добавлением веществ, придающих пороху специальные свойства.

4.157. Сколько природных соединений содержится в чашке кофе?

В чашке кофе содержится около тысячи природных соединений. Из них лишь три процента проверены на канцерогенность.

4.158. Кто и как впервые обнаружил, что воздух является смесью газов?

Первым, кто понял, что воздух является смесью газов, был французский химик Антуан Лоран Лавуазье (1743–1794). В 1770-х годах он, экспериментируя, нагревал ртуть в закрытом сосуде и обнаружил, что ртуть в комбинации с воздухом образует красную пудру (окись ртути), но около 80 процентов воздуха превращается в какой-то газ. При дальнейшем нагревании это количество газа оставалось неизменным. Свеча в этом газе не горела, мышь погибала. Лавуазье решил, что воздух состоит из двух газов. Ту часть (20 процентов) воздуха, которая вступает в реакцию с ртутью и обеспечивает жизнь и горение, он назвал кислородом (O). Остальной части (80 процентов) он дал название «азот» (N), что в переводе с греческого означает «нет жизни». Оба газа были уже открыты в предыдущее десятилетие: азот в 1772 году шотландским химиком Даниелем Резерфордом (1749–1819), азот в 1774 году английским священником Джозефом Пристли (1733–1804).

4.159. Какая часть трудов Д. И. Менделеева посвящена собственно химии?

В представлении большинства людей Дмитрий Иванович Менделеев (1834–1907) – великий химик. Однако из всего количества его трудов собственно химии посвящено лишь 9 процентов. С гораздо большим основанием Менделеева можно было бы назвать физикохимиком, физиком или технологом, ибо каждой из этих областей он посвятил примерно 20 процентов своих работ. Немалая доля его исследований приходится на геофизику (5 процентов) и экономику (8 процентов). Менделеев был также автором фундаментальных трудов по метрологии, метеорологии, сельскому хозяйству и воздухоплаванию. Уделял он также большое внимание педагогической и общественной деятельности.

4.160. Почему авторство в открытии периодического закона химических элементов принадлежит именно Д. И. Менделееву, хотя свои варианты таблицы элементов предлагали (одновременно с ним и даже ранее него) другие ученые?

Открытие Д. И. Менделеевым периодического закона химических элементов датируется 17 февраля 1869 года, когда он составил таблицу, озаглавленную «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». Это был результат долголетних поисков. Однажды на вопрос, как он открыл периодическую систему, Менделеев ответил: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово». У Менделеева были предшественники. В 1862 году итальянский химик С. Канниццаро выступил с докладом о роли атомных весов элементов как важнейшем химическом инструменте. В том же 1862 году французский геолог А. де Шантуркуа установил, что элементы можно разместить в порядке возрастания атомных весов в специальной таблице, причем в вертикальные столбцы попадают элементы со сходными свойствами. Независимо от Шантуркуа к тому же выводу пришел и английский химик Д. Ньюлендс. Практически одновременно с Менделеевым предложил свой вариант таблицы элементов немецкий ученый Л. Мейер. Признание получила именно таблица Менделеева, который не только проявил смелость и умение при доказательстве своих взглядов, но и развил их дальше своих коллег. Во-первых, периодическая таблица Менделеева (названная так за периодическое чередование элементов со сходными химическими свойствами) имела более полный вид, чем аналогичные таблицы его вышеупомянутых коллег, и более сходную форму с той, которая повсеместно принята в наше время. Во-вторых, когда свойства того или иного элемента заставляли Менделеева помещать элемент вне принятой последовательности атомных весов, он смело шел на изменение формального порядка, исходя из определяющей роли химических свойств, а не атомного веса. И всякий раз он оказывался абсолютно прав. И в-третьих, самое важное: там, где в таблице не хватало элементов для заполнения ячеек, Менделеев оставил свободные места, дерзко предвосхитив будущие открытия новых элементов. Основываясь на свойствах соседей по периодической таблице, он даже довольно точно описал три элемента, которым еще только предстояло занять свободные ячейки. Здесь ему сопутствовала явная удача: все три элемента (галлий, скандий и германий) были открыты еще при жизни Менделеева, и он дожил до триумфа своей периодической системы. Периодический закон получил всеобщее признание как один из основных законов химии. Так сбылось предвидение Менделеева: «Периодическому закону – будущее не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает».

4.161. Как в Великобритании, США и Франции называют натрий?

Природные соединения натрия (Na) – поваренная соль и сода – известны с глубокой древности. Название «натрий», происходящее от арабского слова «натрун» (греч. nitron), первоначально относилось к природной соде. Уже в XVIII веке химики знали много других соединений натрия, однако сам металл получил лишь в 1807 году английский химик Гемфри Дэви (1778–1829). В Великобритании, США и Франции элемент называется Sodium (от исп. soda – сода), в Италии – Sodio.

4.162. Почему тантал и ниобий названы в честь героев древнегреческой мифологии?

В 1802 году шведский химик Андерс Густав Экеберг (1767–1813) открыл тантал (Ta) и назвал новый элемент именем героя древнегреческой мифологии Тантала из-за трудностей его получения в чистом виде. В 1801 году английский химик Чарлз Хатчет (1765–1847) открыл новый элемент в минерале, найденном в Колумбии, и потому назвал его «колумбий». В 1844 году немецкий химик Генрих Розе (1795–1864) также обнаружил неизвестный ему элемент и назвал его «ниобий» в честь Ниобы, дочери Тантала. Этим он подчеркнул сходство ниобия с танталом. Позднее было установлено, что ниобий (Nb) – тот же элемент, что и колумбий.

4.163. Как Луи Пастер помог виноделам?

До середины XIX века одна из важнейших проблем виноделия состояла в том, что вина при созревании часто прокисали, их невозможно было пить, из-за чего виноделы терпели большие убытки. Эту проблему разрешил Луи Пастер (1822–1895), когда в 1854–1857 годах преподавал в Лилле – одном из центров французского виноделия. Изучая под микроскопом присутствующие в вине дрожжевые клетки, Пастер обнаружил, что они бывают разных типов. Все вина содержали клетки, вызывающие ферментацию, но в винах, которые начали закисать, присутствовали и другие клетки. Поняв, что закисание вина начинается только после того, как заканчивается его брожение, Пастер заключил: поскольку после окончания брожения потребность в дрожжах исчезает, почему бы их не удалять на этом этапе, предотвращая вредное воздействие дрожжевых клеток второго типа? Он предложил виноделам умеренно прогревать вино после брожения, чтобы убить присутствующие в нем дрожжевые клетки. Виноделы отнеслись к «дилетантскому» предложению молодого университетского профессора с недоверием, но все-таки решили попробовать. Результаты превзошли самые оптимистические ожидания: после тепловой обработки вино не закисало и, что не менее важно, вкус его ничуть не ухудшался. Французское виноделие получило «новое дыхание». Со временем процесс умеренного подогревания (пастеризацию) стали применять в производстве и других продуктов питания (пива, молока, фруктово-ягодных соков).

4.164. Что такое патина?

Слово «патина» обозначает пленку различных оттенков, образующуюся на поверхности меди и медьсодержащих сплавов (бронзы и латуни) под воздействием естественной среды либо в результате патинирования, то есть нагревания или обработки окислителями. Иногда патиной называют пленки оксидов на поверхности металлов, а также пленки или слои, возникающие со временем на поверхности камня (например, мрамора) или деревянных предметов. Первые сведения об изготовлении медных изделий человеком относятся к IV–III тысячелетиям до нашей эры, и с той поры люди постоянно сталкиваются с медной патиной разных типов. Особенно много оттенков патины бывает на старинных монетах из медных сплавов: зеленый, оливковый, черный, красный, голубой, землистый и др. Цвет часто зависит от типа почвы, в которой найдена монета, а также от условий ее хранения. Многообразие оттенков патины обусловлено возможностью перехода от зеленого через оливковый в черный цвет. Естественное образование патины на поверхности меди препятствует ее дальнейшей коррозии. При этом важно, чтобы не менялся химический механизм ее образования, так как в противном случае можно получить обратный эффект. Толстые (3–6 миллиметров) кованые листы кровельной меди, которые использовали мастера в древности, обладают высокой атмосферостойкостью. Рекордсменом, по-видимому, является медная крыша собора в Хильдесхайме в Нижней Саксонии (Германия), которой уже более 700 лет. Кроме того, плотная патина, нарастающая на поверхности бронзовой скульптуры в неагрессивной атмосфере за 80– 120 лет, украшает скульптуру и подчеркивает возраст, что немаловажно для монумента. Декоративную ценность патины как «налета старины» осознавали еще художники Древнего Рима. Патинированием называют также окраску под бронзу изделий из других материалов (например, гипсовой скульптуры).

4.165. Кто дал платине название и как давно узнали этот металл европейские ученые?

В XVI веке испанские конкистадоры обнаружили в Южной Америке вместе с самородным золотом очень тяжелый тускло-белый металл, который не удавалось расплавить. Испанцы назвали его платиной (от исп. plata – серебро). В 1744 году испанский морской офицер Антонио де Ульоа привез образцы платины в Лондон. Они вызвали живой интерес ученых Европы. Самостоятельным металлом платина (Pt), которую первоначально считали белым золотом, признана в середине XVIII века.

4.166. Почему элемент прометий назван по имени титана Прометея?

Элемент прометий получил свое название в память о пути, пройденном для овладения энергией атомного ядра.

4.167. Какое отношение имеет элемент самарий к городу Самаре?

Химический элемент самарий (Sm) не имеет никакого отношения к российскому городу Самаре. Название элемента связано с уральским минералом самарскитом, из которого его впервые получил в 1879 году французский химик П. Э. Лекок де Буабодран. А минерал, в свою очередь, назван так в честь начальника штаба Корпуса горных инженеров В. Е. Самарского-Быховца.

4.168. Кто был единственным жителем Земли, почтовый адрес которого можно было составить из названий химических элементов?

Международный союз фундаментальной и прикладной химии узаконил в сентябре 1997 года названия шести искусственных сверхтяжелых элементов: резерфордий, дубний, сиборгий, борий, хассий и мейтнерий. Названия даны главным образом в честь ученых, внесших большой вклад в ядерную физику. Лишь сто пятый элемент назван в честь города Дубны, где находится Объединенный институт ядерных исследований. Наименование «сиборгий» уникально в том отношении, что впервые химический элемент назван в честь ученого при его жизни. Речь идет об американском физике Гленне Сиборге (1912–1999), работавшем в Лоуренсовской национальной лаборатории в городе Беркли (штат Калифорния). Обозреватель американского научно-популярного журнала «Discovery» заметил в связи с этим, что Сиборг – единственный житель Земли, почтовый адрес которого можно составить из названий химических элементов (они даны в честь Америки, Калифорнии, города Беркли и самой Лоуренсовской лаборатории): Америций, Калифорний, Берклий, Лоуренсий, Сиборгий.

4.169. Как получил свое название элемент теллур?

В 1789 году немецкий химик Мартин Генрих Клапрот (1743–1817) открыл новый химический элемент. В это время мировая научная общественность все еще находилась под впечатлением от открытия планеты Уран (Уильямом Гершелем в 1781 году), а потому Клапрот принял решение назвать новооткрытый элемент в честь новооткрытой планеты – уран. Когда в 1798 году ученый открыт другой элемент, он учел, что первый элемент уже назван в честь неба, поэтому оказал такую же честь и земле, назвав элемент теллуром (от лат. telluris – земля).

4.170. Откуда произошло название «химия»?

Многие исследователи полагают, что слово «химия» происходит от старинного наименования Египта – Хемия (греч. Chemia, встречается у Плутарха), которое производится от «хем» или «хаме» («черный») и означает «наука черной земли» (Египта), «египетская наука».

4.171. С какой первоначальной целью был создан целлулоид?

В XIX веке в Европе и США очень популярным был бильярд – игра с шарами на специальном столе. Одним из главных препятствий к его широкому распространению являлась дороговизна шаров, которые изготовляли из слоновой кости. В начале 1860-х годов была даже назначена премия в 10 тысяч долларов (в то время – весьма крупная сумма) тому, кто предложит заменитель слоновой кости. Он должен был удовлетворять всем требованиям к бильярдным шарам: быть твердым, эластичным, устойчивым к ударам и влаге, гладким и так далее. Американский изобретатель Д. Хайетт был одним из тех, кто решил добиться этой награды. В 1869 году он изготовил первый дешевый бильярдный шар из созданного им материала. Материал был назван «целлулоид», а изобретатель получил премию.

4.172. Какие российские ученые получили Нобелевскую премию по химии?

За всю историю Нобелевской премии ее лауреатом по химии стал всего один российский (советский) ученый: в 1956 году она была присуждена Николаю Николаевичу Семенову (совместно с Сирилом Норманом Хиншелвудом, Великобритания) – за «исследования в области механизма химических реакций, особенно за создание теории цепных реакций».

4.173. Что такое амальгама?

Амальгамой называют сплав ртути с другим металлом. В зависимости от соотношения ртути и другого металла амальгама может быть (при комнатной температуре) жидкой, полужидкой или твердой. Образование амальгамы происходит при смачивании металла ртутью в результате диффузии ртути в металл. Из жидких и полужидких амальгам ртуть удаляют фильтрацией под давлением. Твердая амальгама разлагается на составные части при нагревании (следы ртути удаляются из металла при последующем расплавлении). Амальгамы применяют при золочении металлических изделий, в производстве зеркал, в стоматологии, в металлургии в процессе извлечения металлов из руд (при смачивании ртутью металлы образуют с ней амальгамы и в таком виде отделяются от пустой породы и песка).

4.174. Что представляет собой бронза?

Бронза – это сплав меди с разными химическими элементами, главным образом металлами (олово, алюминий, бериллий, свинец, кадмий, хром и другие). Соответственно, бронза называется оловянной, алюминиевой, бериллиевой и т. д. Бронзой не называют сплавы меди с цинком (латунь) и никелем (мельхиор, нейзильбер, константан, копель и другие медно-никелевые сплавы). Древнейшей из бронз является оловянная (именно она подразумевается в термине «бронзовый век»). Первые изделия из этой бронзы получены за 3 тысячи лет до нашей эры восстановительной плавкой смеси медной и оловянной руд с древесным углем. Значительно позднее бронзу стали изготовлять добавкой в медь олова и других металлов. Бронзу применяли в древности для производства оружия и орудий труда (наконечников стрел, кинжалов, топоров), украшений, монет и зеркал. В Средние века большое количество бронзы шло на отливку колоколов. До середины XIX века бронзу использовали для отливки орудийных стволов. В XIX веке началось применение бронзы в машиностроении (втулки подшипников, золотники паровых машин, шестерни, арматура). Особенно ценными для машиностроения оказались антифрикционные свойства бронзы и ее стойкость против коррозии. В ХХ веке начали изготовлять заменители оловянной бронзы, не содержащие дефицитного олова и часто превосходящие ее по многих свойствам. Наибольшее распространение получила алюминиевая бронза с добавками железа, марганца и никеля. Некоторые из безоловянных бронз (бериллиевая, кремненикелевая и др.) способны сильно упрочняться при закалке с последующим искусственным старением. Например, сплав меди с 2 процентами бериллия после термической обработки приобретает большую прочность, чем многие стали, и очень высокий предел текучести.

4.175. Что такое нитинол и чем он замечателен?

Нитинолом называют сплав титана (55 процентов) и никеля (45 процентов). Самым замечательным свойством нитинола является присущий ему «эффект памяти». Если изделиям из нитинола придать некую форму при определенной температуре, а затем эту форму изменить, то при возвращении к критической температуре они «вспоминают» и восстанавливают заданную конфигурацию. Кроме того, нитинол обладает высокой коррозионной и эрозионной стойкостью. Указанные свойства нитинола обусловливают широкие перспективы его применения в самых различных областях техники (и не только техники). Из нитинола изготовляют так называемые кава-фильтры, применяемые в сосудистой хирургии для предотвращения легочной эмболии. Несколько лет назад итальянская фирма высокой моды «Corpo Novo» создала мужскую сорочку из ткани, в которой на каждые 5 нейлоновых волокон приходится 1 тонкая проволочка из нитинола. Если у этой рубашки закатать рукава и нагреть ее, скажем, до 35 градусов Цельсия, а затем охладить и рукава опустить, то при повторном достижении этой температуры рукава сами закатятся вверх. Точно так же достаточно один раз отгладить эту сорочку утюгом, например, с температурой 50 градусов Цельсия, а потом можно ее как угодно скомкать, но после нагрева (на этот раз феном) до этой температуры все складки на ней разгладятся сами.

Blog

Анатолий Павлович Кондрашов Большая книга