Пуговицы Наполеона. Семнадцать молекул, которые изменили мир

веществ. В частности, соль нужна для получения другого соединения натрия — карбоната натрия (Na₂CO₃), известного как кальцинированная (хозяйственная) сода. Кальцинированную соду, которую используют для производства мыла, раньше получали главным образом из природных источников, таких как высыхающие минеральные озера или зола морских водорослей. Полученная такими путями кальцинированная сода содержит примеси, а запасы ее невелики, так что предпринимались попытки получить карбонат натрия из более доступного источника — хлорида натрия. В 1790 году Арчибальд Кокрейн, девятый граф Дандональд, который считается одним из лидеров “химической революции” в Великобритании и пионером производства щелочи, запатентовал процесс превращения соли в “искусственную щелочь”. Нужно сказать, что скромное родовое имение графа находилось неподалеку от побережья Ферт-оф-Форта и было окружено множеством небольших солеварен. Однако предложенный Кокрейном процесс не имел коммерческого успеха. В 1791 году во Франции Никола Леблан предложил метод получения карбоната натрия из соли, серной кислоты, угля и известняка. Французская революция отсрочила воплощение в жизнь идеи Леблана, и впервые успешное производство кальцинированной соды было налажено в Англии.

В начале 60-х годов XIX века в Бельгии братья Эрнст и Альфред Солвей усовершенствовали метод превращения хлорида натрия в карбонат натрия с помощью известняка (CaCO₃) и газообразного аммиака (NH₃). Ключевым этапом процесса было выпадение осадка бикарбоната натрия (NaHCO₃) из концентрированного солевого раствора, через который продували аммиак и углекислый газ (из известняка):

Затем бикарбонат натрия нагревали и получали кальцинированную соду:

В наше время предложенный братьями Солвей процесс остается основным синтетическим методом получения кальцинированной соды, однако открытие богатых залежей природной кальцинированной соды снизило потребность в ее синтезе (например, запасы кальцинированной соды в бассейне реки Грин-Ривер в американском штате Вайоминг оцениваются в десять миллиардов тонн).

Другое соединение натрия — каустическая сода (NaOH) — тоже издавна пользовалось большим спросом. В промышленности каустическую соду, или гидроксид натрия, получают путем пропускания электрического тока через раствор хлорида натрия. Этот процесс называется электролизом. В США каустическая сода входит в десятку веществ с наибольшим объемом производства. Ее используют для экстракции металлического алюминия из руды, для производства искусственного шелка, целлофана, мыла, детергентов, нефтепродуктов, бумаги и древесной пульпы. Образующийся при электролизе газообразный хлор сначала считали бесполезным побочным продуктом реакции, но вскоре стало ясно, что хлор — прекрасный отбеливатель и мощное дезинфицирующее средство. На сегодняшний день оба продукта промышленного электролиза раствора соли имеют одинаковую ценность. Хлор находит применение в производстве многих органических соединений, таких как пестициды, полимеры и лекарства.

Разные народы мира хранят предания о соли. О ней говорится и в Библии, и в скандинавских мифах, и в легендах североамериканских индейцев. Соль используют в различных церемониях и ритуалах, она символизирует гостеприимство и удачу, а еще защищает от злых духов и всевозможных напастей. Значительное влияние, которое соль оказала на общество, отразилось и в языке. Английское слово salary, зарплата, происходит от слова “соль”, поскольку римским солдатам нередко выплачивали жалованье солью. Такие слова, как “салат” (который раньше заправляли одной только солью), “соус”, “салями” и “сосиски”, происходят от того же латинского корня. Как и во многих других языках, нашу речь “присаливают” метафоры: “соль земли”, “съесть пуд соли”, “не солоно хлебавши” и так далее.

Парадокс в том, что после всех войн за соль, после бунтов против обложения соли налогом, после миграции целых народов и заключения в тюрьмы сотен тысяч людей, нарушивших законы о торговле солью, в результате открытия новых подземных залежей и усовершенствования технологии добычи цена соли сильно упала. Кроме того, отпала необходимость в соли для предотвращения порчи пищевых продуктов: для хранения продуктов стали применять охлаждение и заморозку. Соль — вещество, которое на протяжении многих веков почитали, за которым охотились, из-за которого развязывали войны, которое часто стоило дороже золота, — стало не просто дешевым и доступным, но и совершенно обыденным.

Глава 16 Хлорорганические соединения

В 1877 году судно “Фригорифик” с грузом аргентинского мяса на борту вышло из Буэнос-Айреса и отправилось во французский Руан. Тот рейс стал историческим: корабль вез охлажденный груз. Началась эпоха холодильников. Отпала необходимость в соли и специях для сохранения свежести продуктов.

Как сохранить холод

Уже четыре тысячи лет назад люди использовали для охлаждения продуктов лед. Он забирал из окружающего пространства тепло, а сам превращался в воду. Ее сливали, а емкость с продуктами снова наполняли льдом. Однако действие холодильников (рефрижераторов) основано не на переходе вещества из твердой фазы в жидкую, а на переходе из жидкого состояния в пар. Жидкость поглощает тепло из окружающей среды и испаряется. Образующийся при этом пар сжимают и переводят обратно в жидкое состояние. Эта стадия сжатия (компрессии) как раз и объясняет приставку “ре” в слове “рефрижератор”: пар возвращается в жидкое состояние, испаряется, вызывая охлаждение, и цикл повторяется снова. Ключевым элементом в осуществлении этого цикла является источник энергии, приводящий в действие компрессор. Старинные ледники, по сути, не были холодильниками. Мы и сегодня часто называем холодильником прибор, который поддерживает холод, не уточняя, каким образом он это делает.

В настоящем холодильнике есть хладагент — вещество, которое совершает цикл испарение/сжатие. В 1748 году эффект охлаждения в результате испарения был продемонстрирован с помощью эфира[25], но прошло еще более ста лет, прежде чем машина со сжатым эфиром стала использоваться в качестве холодильника. Около 1851 года шотландец Джеймс Харрисон, эмигрировавший в 1837 году в Австралию, сконструировал компрессионный холодильник на основе эфира для австралийского пивоваренного завода. Харрисон, а также американец Александер Твиннинг, который создал похожую систему приблизительно в то же время, считаются одними из первых конструкторов современных холодильных установок.

Еще одним претендентом на звание создателя первой холодильной установки является французский инженер Фердинанд Карре, который в 1859 году предложил использовать в качестве хладагента аммиак. В первых холодильных установках хладагентами служили также хлорметан и диоксид серы. С помощью диоксида серы был залит первый в истории искусственный каток. Эти маленькие молекулы положили конец использованию соли и специй для хранения пищевых продуктов.

В 1873 году Джеймс Харрисон, успешно устанавливавший холодильное оборудование на мясоперерабатывающих и пивоваренных заводах в Австралии, решил установить его и на транспортных судах, чтобы экспортировать австралийское мясо в Великобританию. К сожалению, в море его система компрессии эфира сломалась. В начале декабря 1879 года пароход “Стратлевен” с установкой Харрисона покинул Мельбурн и спустя два месяца достиг Лондона, имея на борту 40 тонн еще замороженной говядины и баранины. В 1882 году аналогичная система была установлена на пароходе “Данедин”. В его трюме в Британию прибыла первая партия замороженной ягнятины из Новой Зеландии. Хотя первым судном-