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

Эти реакции выглядят сложными не только для нас; они и в самом деле настолько сложны, что лишь несколько избранных организмов могут с ними справиться, и у этих организмов развились для этого весьма своеобразные молекулярные механизмы. Ферменты – белки, которые катализируют химические реакции в живых организмах, и в них часто встречаются ионы металлов в стратегическом положении. Некоторые из них знакомы вам по полке с пищевыми добавками в местной аптеке: железо (Fe), цинк (Zn), кобальт (Co), марганец (Mn); однако нитрифицирующая бактерия, не настроенная работать поутру, не найдет тут подходящего средства, потому что у аптекаря редко найдешь молибден (Мо).

Ферменты, которыми пользуются нитрифицирующие бактерии, также содержат железо и медь, но использование молибдена выходит из ряда вон. Это переходный металл, совсем как железо, хром и кобальт, но он находится во втором ряду переходных металлов, а не в первом и поэтому существенно «тяжелее» ионов других металлов, которые используют различные живые организмы.

Но даже если бактерии хорошо поработали, нитрат и вода – не единственные ингредиенты в зловонных котлах зелейщиков: здесь требуется дополнительная очистка. Поэтому, когда варево остывает, в котлы добавляют золу, которая состоит главным образом из карбоната калия (К 2СО 3), известного также как поташ. Теперь мы переходим от биотехнологии к несложной химии простых солей – кристаллических веществ, содержащих положительно заряженные катионы (такие, как натрий +1) и отрицательно заряженные анионы (например, хлор), которые вместе дают то, что мы обычно называем солью – NaCl (т).

Когда вы добавляете хлорид натрия в воду, то видите, что он довольно быстро исчезает, растворяясь. Обычно это и происходит с солями, содержащими хлорид-ион, поскольку они растворимы; однако нитратсодержащие соли еще более растворимы (вот почему у нас нет гор, состоящих из нитрата натрия, как мы видели в главе 14). Белесая субстанция, остающаяся после костра или шашлыка, – зола – состоит из частиц органической материи, которые не сгорают и не образуют газы. Это по большей части ионы металлов, преимущественно калия (К +), а также натрия, и карбонат-ионы (СО 3 2–), которые нужны ионам металлов для образования нейтральной соли.

Добавление К 2СО 3в котлы приводило к образованию некоторого количества белой мути, которая оседала на дне. Это карбонат кальция и магния, СаСО 3и MgCO 3, – тот же белесый налет, который вы обнаруживаете на дне и стенках чайника, если живете в местности с жесткой водой. Хлорид натрия также менее растворим, чем KNO 3, и, выражаясь языком химии, он «выделялся из раствора». Оба этих осадка затем удаляли и выбрасывали. После этого, пока котлы медленно остывали, в них формировались кристаллы KNO 3 – вероятно, сначала на поверхности и стенках сосуда, – и наконец, после длившегося целую неделю процесса, Пер и Эсбьёрн могли собирать кристаллы нитрата калия и везти этот продукт на королевский пороховой завод для дальнейшей переработки [198] Langlet, Salpetersjuderiet och salpetersjudarna. .

K +(горячая H 2O) + NO 3 —(горячая H 2O) → охлаждение и частичное испарение → KNO 3(кристаллы) + H 2O.

Ну а затем они перебирались к следующему несчастному крестьянину. Вот только в тот день возникли определенные осложнения, поскольку на глубине полуметра в земле под коровником господина Йонса они обнаружили человеческий череп. Вызвали земского начальника Ингевальда Кнутссона Пеппанеса с помощниками, и началось расследование с тщательным допросом местных жителей. Состоявшийся 23 июля 1708 года экстренный окружной суд постановил, что череп пролежал в земле долгое время и что невозможно продвинуться дальше в этом расследовании, поскольку никто из жителей деревни не признался, что ему что-либо известно об этом деле [199] Tidskrift en KGF-nytt, Kronobergs Genealogiska Förening. 2006; Upphittad dödskalle // Agunnaryds Allehanda, 2010. .

Крестьяне не испытывали добрых чувств к зелейщикам, в особенности из-за того, что те иногда были не из местных и приезжали издалека, чтобы заниматься своим ремеслом. Может быть, в этой деревне встретил свой страшный конец какой-нибудь особенно грубый и безжалостный представитель этого рода королевских войск, который невольно сам себе вырыл могилу и был убит недовольным крестьянином? Справедливости ради надо отметить, что в Англии зелейщиков ценили ничуть не больше: к примеру, допущенные ими злоупотребления обсуждались в парламенте в 1606 году [200] Cressy D. Saltpeter: The Mother of Gunpowder. Oxford University Press, 2013. .

Еще одна версия, гораздо сильнее щекочущая нервы, предполагает, что дело было в ссоре между преступниками, совершившими одно из самых знаменитых нераскрытых преступлений в криминальной истории Швеции. Речь о двойном ограблении казначейского обоза шведской армии, известном как «Лосхультский рейд» [201] Nilsson B. Loshultskuppen // Terra Scaniae (образовательный сайт регионального совета Сконе). URL: http://www.ts.skane.se/; Åberg A. Snapphanarna. LTs förlag, 1952. .

Сумма ограбления составляла около 4 миллионов фунтов стерлингов в сегодняшней валюте [202] Трудно точно оценить награбленное. Пропало по меньшей мере 18 000 серебряных далеров (слово, однокоренное со словом «доллар»), приблизительная стоимость которых составляла от 300 000 до 8,5 миллиона фунтов стерлингов в зависимости от выбранного метода сравнения из предложенных на Portalen för historisk statistik – historia i siffror, www.historicalstatistics.org/ – портале исторической статистики, который опирается на макроэкономические данные о Швеции XIX и XX веков (Родни Эдвинссон, Стокгольмский университет). . Сначала часть денег забрали крестьяне в Лосхульте – небольшом поселении в лене Сконе, сразу за старой границей с Данией, в 4 милях к югу от Эльмхульта. Затем, когда обозы с охраной отступили на север, в Смоланд, и остановились в Эльмхульте, рядом с постоялым двором, считавшиеся преданными короне местные шведы забрали все, что еще оставалось в обозах. Это ограбление до сих пор считается самым крупным в истории Швеции, причем вернуть удалось лишь малую толику награбленного и всего несколько преступников были наказаны.

Зелейщики продолжали свою работу и в XIX веке. В 1805 году шведский король отказался от своих прав на землю под конюшнями и сараями, и производство нитрата калия перестали регулировать. В 1830 году были упразднены похожие на налог правительственные требования на поставки KNO 3крестьянами, а в 1895 году распустили и остатки особого армейского подразделения, Salperstaten , поскольку большая часть KNO 3 теперь поставлялась за счет дешевого импорта.

Однако всего через несколько лет Первая мировая война и использование неорганических удобрений на основе KNO 3привели к новому подъему спроса на нитрат. Теперь его стали производить не из зловонных навозных куч, а путем смешения бесцветного и не имеющего запаха газообразного азота (N 2) из воздуха и газообразного водорода (Н 2, полученного из природного газа или угля и воды), чтобы получить аммиак, после чего его окисляли до нитрата при помощи так называемого процесса Габера – Оствальда.