Петр Образцов - Мир, созданный химиками. От философского камня до графена

Однако по ходу дела алхимики сделали массу открытий, разработали множество приемов работы в лаборатории и придумали химическую посуду, а про алхимика Иоганна Бёттгера (1682–1719), работавшего при дворе саксонского курфюрста Августа Сильного, даже говорили, что он таки открыл способ получения золота. Вряд ли это так, но зато Бёттгер примерно в 1710 году сумел изготовить первым в Европе знаменитый и дорогой фарфор, позже получивший название майсенского. Об открытии же Бранда обычно говорят с усмешкой — пикантность ситуации заключается в том, что в качестве исходного сырья для изготовления своего философского камня Бранд использовал мочу, причем не свою (этого сырья не хватило бы для опытов), а мочу солдат местного гарнизона. Причем ушлый начальник гарнизона еще и содрал с него за мочу некоторое количество деньжат!

Бранд перегонял мочу в огромных количествах и в конце концов получил пару сотен граммов сухого остатка, которые решил прокалить с углем и песком. Он, конечно, не знал о присутствии в человеческой моче фосфатов, которые реагируют с песком (диоксидом кремния) с образованием пятиокиси фосфора, восстанавливающейся углем до элементарного фосфора, причем в данном случае его белой аллотропической модификации:

4Na 3PO 4+ 6SiO 2+ 5C = 6Na 2SiO 3+ 5CO 2+ 4P

Белый фосфор легко окисляется кислородом воздуха до своего оксида и при этом светится слегка зеленоватым, очень красивым светом. Увидев это свечение, Бранд пришел в изумление, а потом быстро смекнул, что тут можно подзаработать — показывать явление за деньги. И хотя белый фосфор не стал философским камнем — он не превращал железо или медь в золото, Бранду он золото все же принес: великолепное самосветящееся вещество стоило даже дороже золота. По крайней мере до того момента, пока великий швед Карл Шееле не разработал способ получения фосфора из золы после обжига костей животных и, к сожалению, людей. Впрочем, чаще всего преступников. Кости представляют собой сложный комплекс из органического вещества и минеральных солей — фосфатов кальция и магния, карбоната и хлорида кальция и многих других. Фосфор получим, заменив фосфат натрия в приведенной выше реакции на эти фосфаты кальция и магния. Открытие шведа Шееле лучше всех использовали его соотечественники, и поэтому шведские спички считались лучшими в мире и широко экспортировались, в том числе в Россию. Именно поэтому рассказ Антона Павловича Чехова называется «Шведская спичка».

В самой России спички выпускают с конца позапрошлого века, но к началу века прошлого от опасного белого фосфора отказались. Сейчас в головке спички и в намазке на боку спичечной коробки («тёрке») находится смесь различных веществ, главным из которых в головке является бертолетова соль KCLO 3, а в «тёрке» — красный фосфор, неядовитая и не воспламеняющаяся на воздухе аллотропическая модификация фосфора. Реакция между бертолетовой солью и фосфором приводит к воспламенению деревянной спички:

5KCLO 3+ 6P = 5KCL + 3P 2O 5

Фосфором, как написал Конан Дойль в «Собаке Баскервилей», была намазана светящаяся морда жуткого пса, но это не мог быть белый фосфор. Белый фосфор, во-первых, жутко ядовит, а во-вторых, и это самое главное, при окислении на воздухе (фактически горении) он не просто горит, а прожигает кожу и внутренние органы живого существа. На этом основано действие чудовищно бесчеловечных фосфорных бомб — горение белого фосфора невозможно остановить водой, а ожоги не заживают месяцами и причиняют ужасные страдания. Надо полагать, что морду собаки Баскервилей мазали каким-то безвредным люминофором, который называли по аналогии фосфором.

Вероятно, белый фосфор «отметился» и в возжигании Благодатного, или Святого, огня в Иерусалиме накануне православной Пасхи. Православные верят, что этот огонь нисходит с Небес, однако, поскольку этого не может быть (поскольку этого не может быть никогда), предлагается несколько вариантов объяснения «чуда». Первое, и самое простое: огонь зажигает зажигалкой типа «Зиппо» тот самый священник, который выносит первую зажженную свечку из Кувуклии — помещения, где хранится Гроб Господень. Что там делается в Кувуклии до выхода священника, никто не знает и не видит.

Но можно предложить и другое материалистическое объяснение. Белый фосфор растворяется в сероуглероде CS 2, и в этот раствор можно обмакнуть фитиль. Вначале ничего не происходит, но после испарения сероуглерода обнажается белый фосфор, он самовозгорается и зажигает фитиль. Может, так оно и происходит. А может, и нет, мы вряд ли когда-нибудь узнаем точно. Епископ Порфирий пишет, что огонь зажигают просто от постоянно горящей в Кувуклии лампады. Обратите внимание, что это говорит не какой-нибудь противный атеист, а один из высших чинов православной церкви.

После описания обстоятельств «случайного» открытия явлений и веществ имеет смысл рассказать и про такое же «случайное» открытие лекарства, причем едва ли не самого знаменитого. Речь идет о первом в истории антибиотике — пенициллине.

Английский бактериолог Александр Флеминг работал в исследовательской лаборатории при лондонской больнице Святой Марии. Было известно, что он не отличался особой аккуратностью. Уже сделав несколько важных открытий, Флеминг прославился как замечательный исследователь, однако над его неопрятностью посмеивались. В 1928 году он приступил к исследованию золотистых стафилококков, вызывающих, например, заражение крови у новорожденных. Флеминг засеял микробами несколько десятков чашек Петри, которые понаставил по всей лаборатории. Однажды он заметил, что в одной из чашек развелась колония каких-то плесневых грибов, занесенных скорее всего из другой лаборатории, в которой изучали плесень из квартир больных астмой. Такого рода плесень появляется и сейчас в наших ванных комнатах, это черный налет мицелия гриба Аспергиллус нигер. Но в чашки Флеминга случайно попала другая, очень редкая, плесень, и это привело его к великому открытию.

Вечером того дня Флеминг должен был уезжать в отпуск и чашки Петри, разумеется, следовало помыть. Однако Флеминг просто оставил грязную чашку на лабораторном столе и отбыл на целый месяц. А вернувшись, заметил, что колония стафилококков сдохла. Флеминг много раз повторил опыт и убедился, что плесень рода пеницилловых прекрасно и в гораздо меньшей концентрации, чем использовавшиеся тогда антисептики типа карболки, уничтожает стафилококки, и не только их. Более того, он понял, что дело не в самих плесневых грибах, а в каком-то веществе, производимом этой плесенью. Вещество это было выделено и названо Флемингом пенициллином. Спустя девять лет пенициллином занялась группа оксфордских химиков под руководством Говарда Флори. Им и удалось довести дело до получения лекарственного препарата. И случилось это очень кстати — в то время уже вовсю шла Вторая мировая война. С тех пор пенициллин спас десятки миллионов человеческих жизней.