Валентин Азерников - Физика. Великие открытия

Он сказал тогда — и был уверен в своей интуиции, — что никакое сложное тело не может противостоять действию электрического тока: в клешнях электролиза оно неумолимо распадется на составные части. В 1800 году в Клифтоне он впервые попытался разложить едкий калий, но добился только того, что у одного из полюсов раствор стал гуще. Он не забыл ту свою неудачу, но старался не думать о ней, понимая, что в тот день просто не дошел до конца эксперимента.

Он был настолько поглощен новой экспериментальной работой, что не смог даже в полной мере прочувствовать положенную радость и гордость, когда в начале 1807 года его избрали одним из трех секретарей Королевского общества. Он с утра приходил в лабораторию, и начиналась напряженная, выматывающая все силы работа. Его ничто не могло остановить, и даже если бы он знал, к чему приведет это нечеловеческое напряжение, какой ценой ему придется заплатить за удачу, он все равно не сбавил бы темпа работы. Он чувствовал, что где-то здесь, рядом, отдаленное буквально несколькими опытами, его поджидает новое открытие. И он спешил к нему, как на свидание с любимой. Кстати, через пять лет, в 1812 году, он с такой же неистовой стремительностью увлечется мисс Эприс, дальней родственницей Вальтера Скотта, и уже через несколько встреч добьется ее согласия на брак.

Первая электростатическая машина. Справа — вращающийся шар из серы, слева — наэлектризованная пушинка, висящая над шаром из серы, который тоже наэлектризован.

Электроскоп, сконструированный Петербургской Академией наук по приказу императрицы Екатерины II.

Печь для химических опытов из французского перевода «Элементов химической философии» Дэви (Париж 1813 г.).

Таблица приборов, приложенная к первому тому учебника Берцелиуса (Брюссель, 1839 год).

Однако, несмотря на спешку и нетерпение, работа велась исключительно методично и аккуратно. Вначале Хэмфри решил пропустить электрический ток через водный раствор едкого калия; одной вольтовой батареи показалось ему мало, и он утроил ее, довел до 274 пластин. Это был один из самых сильных вольтовых столбов того времени.

Когда ученый опустил провода от полюсов в раствор, началась бурная реакция. Раствор разогрелся, из него стали выделяться пузырьки газа. Хэмфри проверил, что это за газ, оказалось — смесь кислорода и водорода, но ничего нового здесь не было, первый опыт закончился такой же неудачей, как и тот, семь лет назад.

Но Дэви не унывает. Он меняет условия эксперимента. Вообще надо сказать, его стойкость к неудачам удивляет в нем: уж больно не вяжется она с его бурным характером. Брат Хэмфри в своих мемуарах подмечает это: «Успех его радовал, но неудачи он сносил с большим терпением. Вообще всякие неудачи и несчастные случаи во время экспериментов, даже происшедшие по вине учеников и помощников, он сносил с большим спокойствием, чем можно было бы ожидать от человека его темперамента».

Итак, пережив первую неудачу, Дэви решил взять едкий калий не в виде раствора, а в расплаве. Тогда вода не будет разлагаться на кислород и водород, затемняя тем самым картину.

Дэви взял платиновую ложку, насыпал в нее сухой едкий калий и направил туда пламя спиртовой горелки; щелочь не расплавилась. Тогда в пламя стали вдувать кислород, температура сразу поднялась, через некоторое время щелочь не устояла — расплавилась. Теперь пришло время вступать в действие электричеству. Ручку ложки Дэви соединил с одним полюсом батареи, а проволоку, идущую от другого полюса, осторожно опустил в ложку. Тотчас же в месте соприкосновения вспыхнуло сильное зеленоватое пламя. Явно что-то здесь сгорало, но что? Как ни бился ученый, собрать это таинственное соединение ему не удалось.

Что делать дальше? Как изменить опыт, чтобы поймать невидимку? Да нет, невидимкой таинственное вещество даже не назовешь, оно оставляет ослепительный след, но — после себя. И тут Дэви понял, в чем его ошибка: он пользовался для плавления и разложения разными методами, он свел в один опыт огонь и электричество. Может, они мешали друг другу? Надо провести опыт с минимальным количеством компонентов, только одно электричество — и для плавления, и для разложения.

Так был сформулирован план третьего опыта, который наконец привел к удаче. Правда, тоже не сразу. Оказалось, сухая щелочь не проводит электричества. Дэви нашел выход: он выставлял ее на воздух, чтобы она отсырела. И вот тогда все пошло как надо. Через месяц, 20 ноября 1807 года, выступая на традиционной ежегодной лекции в Королевском обществе — а лекции эти по завещанию знаменитого английского ученого Генри Бакера читались разными учеными на разные темы каждый год в один и тот же день и назывались поэтому бакеровскими, — так вот, выступая уже второй раз подряд с бакеровской лекцией, Дэви описал тот октябрьский день, когда был открыт металл калий: «Я взял кусочек чистого едкого калия, выставил его в течение нескольких секунд на воздух, чтобы его поверхность сделалась электропроводящей, положил его на изолированную платиновую пластину, соединенную с отрицательным полюсом батареи из 250 пар пластинок, и соединил поверхность едкого калия с платиновой проволокой от положительного полюса. Весь аппарат находился на воздухе. Тотчас обнаружилось сильное действие. Едкий калий начал плавиться в обеих точках, где он электризовался; на верхней поверхности наблюдалось сильное выделение газов, на нижней же отрицательной пластине не выделялось никаких газов, но я заметил маленькие шарики с сильным металлическим блеском и похожие на ртуть.

Некоторые из них тут же сгорели со взрывом и пламенем, другие же не сгорали, а только тускнели, покрывались белой пленкой. Ряд опытов доказал мне, что эти маленькие шарики представляют то тело, которое я искал, — легко воспламеняющееся основание едкого калия».

Эти строки Дэви прочел, как и подобает в Королевском обществе, неторопливо и с достоинством; он умолчал, конечно, что месяц назад в тот миг, когда увидел то, о чем рассказывал теперь так спокойно, запрыгал по лаборатории, словно ребенок.

После этого Дэви сообщил об открытии с помощью электролиза щелочи еще одного металла — натрия. Для этого пришлось соорудить еще более мощный вольтов столб. Открытый новый металл напоминал калий — он также нередко сгорал на воздухе, носился в воде, извергая газ.