Книга по химии для домашнего чтения - Степин Борис Дмитриевич

Каждый миниатюрный рассказ или эпизод книги имеет самостоятельное значение, представляя собой крупицу, в которой сконцентрировано время: определенная эпоха с ее открытиями и находками, гипотезами, порой ошибочными, и технологическими тупиками.

Знание химии необходимо всем. Более того, в наше время химия становится уже мировоззренческой наукой: она позволяет определить место человека и его деятельности в окружающей среде. Непонимание и игнорирование законов химии ведет к созданию экологически неполноценных технологических процессов (отнюдь не только в области химической промышленности) и, как следствие, к грубому насилию над природой. В этой книге на конкретных примерах показано, как незнание свойств веществ или пренебрежение ими приводит к различным бедам — вплоть до гибели людей.

Если читателю просто хочется отдохнуть и развлечься — надо раскрыть книгу на разделах о случайных открытиях, минералах и драгоценных камнях: там собраны легенды, поверья, курьезные случаи.

При подготовке этой книги большую помощь авторам оказали публикации в журналах «Химия и жизнь», «Изобретатель и рационализатор» и др., ряд научно-популярных книг последних лет, а также научные и учебно-познавательные издания конца XIX — первой половины XX в. Тем из читателей, кто заинтересовался химией, советуем прочитать книги:

М. Джуа. История химии. M.: Мир, 1966.

К. Манолов. Великие химики, тт. I и II. M.: Мир, 1985.

З. Шпаусус. Путешествие в мир химии. M.: Учпедгиз, 1959.

М. А. Куряная. Химия созидающая, химия разрушающая. M.: Знание, 1990.

Г. В. Лисичкин, В. И. Бетанели. Химики изобретают. M.: Просвещение, 1990.

Опыт создания книги по химии в задуманном нами стиле является совершенно новым, поэтому авторам трудно было избежать разного рода недочетов. Советы и замечания читателей будут приняты авторами с благодарностью.

1. РАССКАЗЫ ОБ АЛХИМИИ, ХИМИИ И РЕМЕСЛАХ

В этом разделе читатель познакомится с некоторыми эпизодами зарождения первых химических промыслов, со старыми рецептами получения химических веществ, с ролью аптек в становлении химии как науки, с происхождением таких слов, как алхимия, химия, академия, алхимист, флогистон и рядом любопытных исторических фактов.

1.1. ДАВНО ЛИ ПОЯВИЛОСЬ СЛОВО «ХИМИЯ»?

Слово «химия» возникло, видимо, еще за 3000 лет до новой эры, если судить по тексту клинописных таблиц, найденных при раскопках древних городов Египта и Малой Азии. Установить происхождение этого слова очень трудно. Алхимик IV в. н.э. Зосима из Панополиса в Греции считал, что слово «химия» произошло от слова «Хемес» — сокращенного имени Гермеса Трисмегиста — легендарного мудреца, получившего знания в виде божественного откровения. По преданию, воины Александра Македонского нашли могилу Гермеса Трисмегиста с каменной плитой, названной «Изумрудной Скрижалью Гермеса». На ней была надпись, в которой будто бы сообщалось о способе получения удивительного вещества — «философского камня» (см. 1.3)[1]. Некоторые историки считают, что слово «химия» связано с древнегреческим «хима», означающим искусство выплавки металлов. Свида, византийский лексикограф, живший в X–XI вв. н.э., понимал под химией искусственное приготовление золота и серебра. На древнекитайском языке «ким» означало «золото».

Чаще всего слово «химия» связывают с названием Древнего Египта — «Хеми», так как жрецы этой страны были выдающимися химиками. Поэтому по смыслу слово «химия» является тождественным выражению «египетская наука». В III в. до н.э. в г. Александрии (Египет) уже была основана Академия наук, и «священному искусству» — химии — было отведено даже особое здание, храм Ceраписа.

Современное название «химия» производится от позднелатинского слова Chimia и является интернациональным словом: немецкое Chemie, французское chimie, английское chemistry.

1.2. АЛХИМИЯ — ДРЕВНЕЙШИЙ ПРООБРАЗ ХИМИИ

«Отец мой, нелюдим-оригинал,

Всю жизнь провел в раздумьях о природе…

Алхимии тех дней забытый столп,

Он запирался с верными в чулане

И с ними там перегонял из колб

Соединенья всевозможной дряни.

Там звали «лилиею» серебро,

«Львом» — золото, а смесь их — «связью в браке»…

(И.-В. Гёте, «Фауст»)

Понятие «алхимия» было введено арабами, которые прибавили к греко-египетскому названию «химия» (см. 1.1) арабскую приставку «ал». Алхимия — древнейший прообраз химии. Алхимия была связана со всеми областями химических ремесел. Людей, занимавшихся алхимией, называли алхимиками. Многие алхимики в течение более тысячи лет с поразительным упорством пытались получить золото или серебро из неблагородных металлов с помощью либо «философского камня» — гипотетического вещества, либо «алкагеста» — никем никогда не полученного универсального растворителя. Занимались алхимики и поисками «эликсира жизни» — жидкости, которая должна дать людям возможность сохранять вечно свою молодость (см. 1.3). Алхимией занимались не только ученые, стремившиеся постигнуть тайны природы, но и всякого рода мошенники и неудачливые пророки. В XVIII в. в ходу было такое четверостишие:

«Алхимию постигнуть каждый рад:

Безмозглый идиот, старик и юный фат,

Портной, старуха, юркий адвокат,

Монах плешивый, пастырь и солдат».

К алхимикам принадлежал и английский физик и математик Исаак Ньютон (1643–1727). Он много времени и сил отдал поискам «философского камня» и универсального растворителя. Но Ньютона интересовали не столько способы получения золота при помощи химических реакций, сколько изучение взаимопревращений веществ.

Постепенно алхимия все более приобретала облик практической химии. Уже знаменитый таджикский врач и философ Абу Али ал-Хусейн ибн Абдаллах ибн Сина (980–1037), известный больше под именем Авиценна, умел получать хлороводородную НСl, серную H2SO4, азотную HNO3 кислоты, гидроксиды калия KOH и натрия NaOH.

Алхимия как область человеческой деятельности перестала существовать после XVIII в. В России алхимия не получила распространения: к алхимикам не было доверия ни у властей, ни в народе.

1.3. «ФИЛОСОФСКИЙ КАМЕНЬ» И «ЭЛИКСИР МОЛОДОСТИ»

Английский алхимик Джордж Рипли (1415–1490) дал такой рецепт получения «философского камня» и «эликсира молодости», с помощью которых можно стать вечно молодым и превращать простые металлы в золото: «…возьми, сын мой, философской ртути и накаливай, пока она не превратится в зеленого льва. После этого прокаливай сильней, и он превратится в красного льва. Дигерируй этого красного льва на песчаной бане с кислым виноградным спиртом, выпари жидкость…» Как перевести этот текст на современный химический язык?

«Философская ртуть» — это свинец. Прокаливая его, получают желтовато-зеленый оксид свинца(II) PbO («зеленый лев»). При дальнейшем прокаливании оксид свинца(II) превращается в красный сурик (Pb2Pb)O4[2] («красный лев», см. 1.11). Затем алхимик «дигерирует»[3] — нагревает сурик с уксусной кислотой («кислым виноградным спиртом»), превращая его в ацетат свинца Pb(CH3COO)2 и диоксид свинца PbO2: