Ларс Орстрём - Химия навсегда. О гороховом супе, опасности утреннего кофе и пробе мистера Марша

В этой главе мы столкнемся с первым специально спроектированным биотехнологическим процессом, не подразумевающим хранение пищевых продуктов, развенчаем устойчивый миф о сотворении мира и научимся искать взрывчатку.

Когда ребенком я ездил в Гетеборг с матерью, эти визиты всегда включали в себя долгую (так мне тогда казалось) поездку на трамвае из центра города в северо-восточные районы, мимо старого, построенного из красного кирпича шарикоподшипникового завода СКФ, до большого кладбища Квиберг, чтобы положить цветы на могилу моей бабушки. Я никогда не отваживался отходить далеко, чтобы прогуляться среди аккуратных, украшенных цветами могил на ухоженных газонах, но если бы я это сделал, то, возможно, нашел бы другую, более унифицированную часть кладбища, которую редко посещали родственники, – ту, где находились военные захоронения.

Довольно неожиданно обнаружить солдатские могилы на пригородном кладбище в стране, которая сохраняла нейтралитет в обеих мировых войнах, но факт остается фактом. Среди немецких, американских и британских могил на участке кладбища, принадлежащем Содружеству, мы найдем могилу Артура Коундена, который в свои 17 лет был, наверное, самым юным из похороненных здесь солдат [182] База данных Комиссии по сохранению могил погибших на войне за Британскую империю. 2013. URL: http://www.cwgc.org/. . Он служил телеграфистом на эсминце британского ВМФ, и утром 1 июня 1916 года его тело выбросило на берег неподалеку от маленькой рыбацкой деревушки Фискебекскил на западном побережье Швеции. Его судно, HMS Shark («Акула»), стало одной из многих понесенных британцами потерь во время произошедшего накануне Ютландского сражения – единственного за время Первой мировой войны столкновения между королевским флотом и немецким Флотом открытого моря.

По всем свидетельствам, это была страшная битва, с тысячами погибших с обеих сторон, одно из крупнейших морских сражений за всю историю. Ютландское сражение остается несколько противоречивым событием по двум причинам: первая – длительный конфликт между двумя британскими командующими, Дэвидом Битти и Джоном Джеллико, а вторая – предполагаемая роль бездымного пороха кордита , который использовал Британский королевский флот и который привел к тому, что затонули несколько его же кораблей.

Рисунок 31.Могила Артура Коундена в Гетеборге. Фото сделано автором.

Тактика ведения морских боев нас не касается, но кордит связан с одной из малоизвестных проблем с поставками во время Первой мировой войны – а именно с поставками ацетона. Вы, вероятно, знакомы с этой молекулой, если пользуетесь жидкостью для снятия лака, но, возможно, вам также известно о том, какое губительное воздействие он оказывает на отполированное покрытие автомобилей. Все это указывает на то, что ацетон – прекрасный растворитель, и в этом качестве он широко используется в лакокрасочной и фармацевтической промышленности. Разумеется, в этих областях ацетон стали применять сравнительно недавно: и автомобильная краска, и лак для ногтей были фактически разработаны после Первой мировой войны.

Ацетон очень легко воспламеняется (на флаконах с жидкостью для снятия лака стоило бы ставить предупреждающие об этом значки), но сама по себе эта органическая молекула – простейший кетон с формулой СН 3СОСН 3 – не является взрывоопасным веществом. Вы не рискуете взорвать свой будуар, храня ацетон рядом с другими продуктами для красоты и гигиены (все они тоже состоят из химических веществ, даже если на упаковке сказано «органический»).

Откуда мы знаем, что ацетон не взрывоопасен? Это один из ключевых продуктов химической промышленности на протяжении уже более 100 лет, и мы знаем о его свойствах из опыта, но существуют также простые правила, которые помогают химику получить представление о свойствах вещества, просто взглянув на формулу молекулы.

В случае со взрывчатыми веществами нужно ориентироваться на три вещи (если исходить из того, что мы имеем дело с понятными веществами, состоящими только из азота, кислорода, углерода и водорода). Сначала следует обратить внимание на форму молекулы: не похожа ли она на сжатую до предела пружину автомобильной подвески, готовую резко распрямиться и выплеснуть свою сохраненную энергию? (Какими бы безобидными ни казались подобные механические приспособления, они на самом деле убивают людей.)

Рисунок 32.Два изображения молекулы ацетона, простейшего из всех кетонов с формулой СН 3СОСН 3.

Следующим шагом станет простая проверка процентного содержания атомов азота в молекуле: чем их больше, тем риск взрыва выше. Почему? Потому что все атомы азота испытывают непреодолимое желание (которое химик назвал бы термодинамической движущей силой) соединяться с другими атомами азота, чтобы образовать N 2 – газообразный молекулярный азот, основной компонент воздуха. Вы, возможно, знаете, что при нормальных условиях молекулярный азот ни с чем не реагирует, словно камень, скатившийся на дно глубокой долины. Найти молекулу с большим количеством атомов азота все равно что обнаружить ближе к вершине крутого холма большой валун, который удерживают от падения лишь несколько камешков, мешающих ему посеять хаос на своем пути.

И наконец, кислород; но тут нам следует обратить внимание не столько на количество его атомов (сахар содержит по одному атому кислорода на каждый атом углерода, но не является при этом взрывчаткой), сколько на их соседей по молекуле. Связан ли атом кислорода с другим таким же атомом? Тогда будьте начеку, потому что вы имеете дело с одним из пероксидов, простейшим из которых является перекись водорода – вы можете купить ее в виде водного раствора, но тем не менее на флаконе будет предупреждающая надпись. Ближайший сосед кислорода – атом азота? Или, хуже того, два атома кислорода связаны с одним и тем же атомом азота? Тогда, возможно, пора принимать меры предосторожности, потому что перед вами одно из нитросоединений, самые известные из которых нитроглицерин и ТНТ – 2,4,6-тринитротолуол, или тротил.

Но если ацетон не взрывчатое вещество, то в чем же заключалась его ценность для военно-морского флота? Конечно же, в его свойствах как растворителя, как вы уже могли догадаться. Упомянутый ранее кордит не был сильнодействующим взрывчатым веществом, которое использовали, чтобы сеять смерть и разрушение после того, как снаряды пробьют броню противника; он был компонентом пороховой смеси, благодаря которой артиллерийские снаряды или пули получали способность взлетать. В этом качестве его лучше сравнить не с камнем, все быстрее несущимся по склону холма, а скорее с мячом, катящимся по извилистой горной дороге с управляемой скоростью.