фундаментальных руководствах. Почему? Возможно, потому, что слишком уж невероятными показались химикам 20-х годов факты, описанные в нескольких небольших статьях. Репутация солидных научных журналов, где публиковались эти статьи, заставляла относиться к ним с некоторым уважением. Многовековой же опыт физики и химии принуждал к мысли: не мистификация ли эти сообщения? Обдумывая все это, солидные профессора приходили к одному несомненному выводу: абсолютно непонятно. И как это часто бывает, люди предпочли не искать разгадку удивительных явлений, а попросту забыли о них.
Трудно приготовить тщательно очищенное вещество, но еще труднее сохранить его в чистом состоянии. Со всех сторон его подстерегают враги. В него может попасть капля постороннего соединения, пепел из трубки исследователя, маникюрный лак с ногтей ассистентки, залетевшая в окно пыльца цветов и тысяча других самых разнообразных веществ. Особенно трудно сохранить чистые вещества от проникновения примесей из воздуха и влаги, содержащейся в атмосфере. Ведь воздух проникает всюду, от воздуха не спрячешься!
Вот почему, сохраняя очищенные вещества, их запаивают в стеклянные или сделанные из какого- либо другого материала сосуды.
Так поступил однажды и английский химик Бейкер, когда он в 1908 году запаял в стеклянной трубке азотистый ангидрид — жидкость, которая кипит при температуре +3,5°. Правда, на этот раз азотистый ангидрид находится в трубке вместе с пятиокисью фосфора. Дело в том, что при получении азотистого ангидрида экспериментатор случайно примешал к нему некоторое количество воды. Пятиокись же фосфора является одним из самых «жадных» к воде веществ: почти ни одно из известных нам соединений так активно не соединяется с водой, как этот белый порошок.
Во всем, что я сейчас изложил, пока нет ничего удивительного, что могло бы явиться материалом для сенсации. Пока, как говорится, идет присказка. Сказка будет впереди…
Прошло лет пять. И вот Бейкер вспомнил, что у него в лаборатории хранится трубка с запаянным азотистым ангидридом, который как раз в это время понадобился ему для каких-то экспериментов. В лабораторной практике химики всего мира обычно очищают жидкости перегонкой. Для того чтобы отделить азотистый ангидрид от кусочков пятиокиси фосфора, Бейкер налил жидкость в перегонную колбу и начал ее нагревать.
… В этот день люди, проходившие по Слау-стрит, могли наблюдать, как из подъезда научного института вышел немолодой уже человек, который усиленно спорил о чем-то сам с собой с выражением крайнего недоумения.
Что и говорить, у Бейкера были все основания быть пораженным! Когда началась перегонка азотистого ангидрида, сначала все шло как обычно. Ангидрид налили в охлажденную снаружи льдом колбу: приемник, куда должна была собраться перегоняющаяся жидкость, тоже поместили в лед. После этого Бейкер стал ждать, когда ангидрид, нагреваясь при комнатной температуре, начнет кипеть. Прошло десять минут, двадцать, но перегонка не начиналась. Разговаривая со своим сотрудником, Бейкер машинально взглянул на термометр, который был опущен в жидкость, и остановился на полуслове. Термометр показывал 20°, то есть ровно столько, какова была температура окружающего воздуха. Согласно всем справочникам, азотистый ангидрид должен был уже давно кипеть, но жидкость оставалась недвижимой. Пожав плечами на немой вопрос ассистента, Бейкер начал осторожно подогревать колбу. Никакого эффекта: синяя жидкость оставалась спокойной.
30°… 35°… 40°… Только при 43° началась перегонка. Азотистый ангидрид кипел, вопреки всем справочникам, вопреки здравому смыслу, на 40° выше, чем ему полагалось.
«Может быть, это не то вещество, за которое я его принимаю?» — мелькнула у Бейкера мысль. Немедленно был проведен анализ: чистейший азотистый ангидрид, чистейший, 100 %! Снова повторили перегонку: 43°. Это было невероятно.
За соседним столом ассистент Бейкера, все время оглядываясь на непонятную колбу, лихорадочно приготовлял из азотной кислоты азотистый ангидрид. Вот она, синяя жидкость, по внешнему виду ничем не отличающаяся от своей соседки, стоящей рядом. Какова будет ее температура кипения? Термометр показывал 3,5°. Все правильно. Снова начали перегонять первую жидкость: 43°.
Бейкер приказал запаять обе жидкости, оделся и вышел. Быть в лаборатории лицом к лицу с этой пугающей загадкой он больше не мог.
Что же так поразило английского химика? Неужели какие-то сорок градусов могли стать причиной столь сильного волнения?
Могли! Дело в том…
Постоянны ли постоянные величины?
… Дело в том, что каждое вещество, так же как и каждое химическое соединение, обладает определенными физическими и химическими свойствами.
Можно брать, например, воду из Индийского океана и из заплесневелого болота, из полярной льдины и из дорожной лужи, но все равно, каким бы ни было ее происхождение, всегда она будет и замерзать при 0°, а кипеть при 100°. Бензол, добытый из продуктов переработки каменного угля, и бензол, полученный синтетически, например из ацетилена, не отличаются друг от друга ни на йоту.
Не знаю, можно ли назвать даже аксиомой настолько очевидное для каждого следующее положение: данному химическому соединению отвечает одна вполне определенная температура кипения, одна температура плавления, одна плотность и т. д. Более того, это правило лежит в основе процессов получения очищенных от примесей веществ. Если хотят, например, получить чистую уксусную кислоту, то удаляют из нее примеси до тех пор, пока ее температура плавления не станет равной 16,6°. Теперь исследователь может быть уверен, что он держит в руках чистый препарат уксусной кислоты. Если химик, перегоняя какое-либо вещество, видит, что при нормальном атмосферном давлении он кипит, скажем, при 110,8°, то он уверенно может сказать, что в колбе у него находится толуол.
И вот теперь аксиома стала теоремой. То, что каждому веществу отвечают определенные свойства, приходилось еще доказывать.
Есть целый ряд веществ, с которыми химикам приходится иметь дело в лабораториях почти каждый день. Для этих веществ температуры кипения и плавления были определены особенно тщательно. Загляните в любой, даже самый краткий справочник, там вы найдете: бензол кипит при 80°, спирт — при 78,4°, бром — при 59°, диэтиловый эфир — при 35°.
Словом, физические константы этих веществ изучены, как говорится, вдоль и поперек. С ними и решил начать Бейкер следующую серию опытов.
Опытов? Над чем? Неужели исследователю стала ясной причина такого невероятного поведения азотистого ангидрида?
Нет, разумеется, причина известной не была, но подозрения возникли. «Виновником» считали воду.
Читатель уже знает, каких трудов стоит химику получить чистое вещество. Очевидно, что чем выше степень очистки вещества, тем труднее его приготовить. Можно тщательно очистить какое-либо органическое вещество от примесей неорганических веществ. Значительно труднее, но тоже вполне осуществимо очистить это соединение от примеси посторонних органических веществ. Но как уберечься от воздуха и, главное, от паров воды, содержащихся в нем?
Вот почему, приступая к очистке бензола, брома, сероуглерода, спирта и других веществ, Бейкер уже знал, что от воды, от ничтожных следов воды, проникающих в очищенные вещества из воздуха, ему избавиться не удастся.
Итак, основная предпосылка была следующей: все описанные до настоящего времени химические соединения, какими бы чистыми они ни считались, всегда содержат некоторую, пусть самую ничтожную, примесь воды. Задача опыта: получить несколько абсолютно (абсолютно!) чистых веществ. Для этого тщательно очищенные обычным способом жидкости были запаяны в стеклянные трубки вместе с пятиокисью фосфора и спрятаны в ящик лабораторного стола.
В рабочем журнале появилась запись: 27 ноября 1913 года. Далее: январь… март… июнь… 1914
