Калоян Манолов - Великие химики. В 2-х т. Т. 2

— Проблема получения фтора решена полностью. Получать и изучать его соединения — это вопрос времени. — Муассан закрыл лабораторный журнал и повернулся к Лебо. — Я уже давно думаю о том, что нам пора переключаться на получение бора.

— Но бор давным-давно получен.

— Да, но только ни один из известных методов не дает совершенно чистого элемента. Дэви получил его в небольшом количестве электролизом расплавленного окисла. Гей-Люссак и Тенар предложили метод получения бора из окиси бора и калия. Девилль и Вёлер усовершенствовали этот метод, но никому из них не удалось выделить бор в чистом виде [258].

— А что вы предлагаете?

— Еще не знаю. Но прежде всего нужно проверить старые методы, изучить продукты реакции, а тогда станет ясно.

Первые же опыты показали, что в полученных веществах содержится всего 70% бора. Остальное составляли примеси? соединений бора (окись, нитрид), непрореагировавшее железо, щелочные металлы. Муассан решил в качестве восстановителя использовать порошкообразный магний, а нагревание проводить в токе водорода. При этих условиях чистота бора достигала 99% [259].

Необходимость получения высоких температур заставила ученого серьезно задуматься над этой проблемой.

— Печи, сконструированные Девиллем, дают высокую температуру, но это не предел.

— А какие реакции вы предполагаете проводить при таких высоких температурах? — поинтересовался Лебо.

— Если мы сможем повысить температуру, работы у нас будет много. Прежде всего попробуем получить восстановлением магний, кальций, щелочные металлы.

— Сложная проблема. В печи Девилля вдувается кисло — род, и при высокой температуре эти металлы просто сгорят.

— У меня другая идея. Я хочу попытаться использовать, пламя электрической дуги. Если два графитовых электрода подключить к мощному источнику тока, можно получить электрическую дугу, температура которой может превышать 2000°С.

Из какого же материала должна быть печь? При такой температуре все плавится.

— Почти все. Думаю, что окись кальция [260]выдержит. Первая печь состояла просто из двух кусков окиси кальция, в которых выдолбили по маленькой ямке. Куски плотно скрепили, а в образовавшуюся полость поместили небольшой графитовый тигель. Над тигелем находились два графитовых электрода. Температура электрической дуги действительно превысила 2000°С.

— Окись кальция должна восстановиться углеродом до металла. — Муассан старательно растирал смесь негашеной извести и углерода. — Будем нагревать в тигле: так легче удалить полученный продукт.

Анри поместил смесь в тигель, плотно закрыл крышкой и включил ток. В лаборатории слышалось негромкое потрескивание, сквозь щели в печи пробивался ослепительный свет.

Когда нагревание закончилось и печь охладили, в тигле обнаружили лишь серую, твердую, как камень, массу.

— Никакого кальция нет!

— Кальция нет, но нет и окисла. Может быть, образовался карбид? — Муассан раздробил серую массу, взял небольшой кусочек и осторожно положил его в стакан с водой. Казалось, кусочек массы раскален — вода кипела вокруг него. Начали выделяться большие пузыри газа, и по комнате разнесся неприятный запах.

Следующий этап работы Муассана и Лебо был посвящен изучению свойств полученного карбида кальция. Одновременно они провели аналогичные реакции с окислами калия и натрия и получили их карбиды. У Муассана появилась мысль выделить в чистом виде такие тугоплавкие металлы, как молибден, вольфрам и ряд других. Но для этого требовалась значительно более мощная печь. Муассан постоянно совершенствовал конструкцию своей печи, увеличивал ее размеры, повышал температуру. Не найдя больших кусков окиси кальция, он решил изготовить печь из известняка. «Минерал, находящийся вблизи дуги, под действием высокой температуры превратится в окись, и цель будет достигнута», — рассуждал Муассан. Новая печь имела мощность в сто раз большую, чем первая. В ней Маусан смог не только восстановить окислы тугоплавких металлов, но и выплавить сами металлы. Впервые было осуществлено электротермическое получение молибдена и вольфрама.

Электродуговые печи произвели настоящий переворот в технике. Ими заинтересовались прежде всего промышленники. Открылись возможности для проведения в производственных масштабах многих процессов, главным образом металлургических, которые до сих пор считались неосуществимыми. В лабораторию Высшей фармацевтической школы приезжали стажеры из разных стран мира для изучения техники работы с печами Муассана. Здесь работали практиканты из Европы, Америки, Австралии.

12 декабря 1892 года Шарль Фридель [261]сделал в Академии наук сообщение о результатах исследования метеорита, найденного в Аризоне. В кусках железа он обнаружил микроскопические вкрапления алмаза. Муассан, избранный год назад действительным членом Академии, слушал доклад с большим вниманием и интересом. Он решил сам провести анализ и убедиться в правильности выводов Фриделя. Муассан достал кусочек метеорита и приступил к исследованию. Он установил, что в железном теле метеорита действительно есть следы алмаза, которым всегда сопутствует графит. И сразу же возникла мысль: «Нельзя ли получать алмазы синтетическим путем?»

Эта идея захватила его, как много лет назад идея выделения фтора. Он досконально изучил всю имевшуюся по этому вопросу литературу и увлек своим новым замыслом сотрудников.

— Сжигая алмаз, Лавуазье доказал, что он состоит из чистого углерода. Позже появилось множество теорий образования этого драгоценного камня. Либих и Вёлер предполагали, например, что образование алмазов происходит при низкой температуре, но проведенные Дебре исследования метеоритов показали, что алмазы получаются при очень высокой температуре и высоком давлении [262].

— Наши исследования подтверждают теорию Дебре, — заметил Лебо. — В алмазных породах Бразилии и Южной Африки всегда содержится графит, а он образуется при высокой температуре.

— Больше всего нас должны интересовать метеориты, — продолжал Муассан. — Они состоят из железа. А железо растворяет большие количества углерода. Расплавить железо и растворить в нем углерод — задача простая. Но как все это провести под высоким давлением? Нет материала, который бы выдержал высокое давление при температуре 1200°С, необходимой для кристаллизации углерода.

Теперь другой темы для разговоров в лабораториях профессора Муассана не было, все сотрудники были охвачены «алмазной лихорадкой». Но первые опыты разочаровали энтузиастов. Самой продолжительной и скучной была последняя стадия: охлажденный кусок железа приходилось долго кипятить в соляной кислоте до полного растворения. На дне сосуда оставался черный осадок, в котором содержался только графит.