Загадки современной химии. Правда и домыслы - Джордж Шварц

Несмотря на то, что спички вытеснили трутницы, кремни до сих пор не исчезли из употребления. Они до сих пор используются в карманных зажигалках, для поджигания газовой смеси при автогенной сварке. А также – да, да – для поджигания газа в горелке Бунзена. Но то, что мы сейчас называем кремнем, на самом деле кремнем не является. Это искусственный материал – «ферроцерий», состоящий из железа, церия, лантана и магния. Этот материал играет роль не кремня, а стали. В традиционных зажигалках газ воспламеняют частички стали, высекаемые при ударе о кремень. В данном же случае, благодаря низкой температуре воспламенения церия, воспламеняются частицы ферроцериевого кремня при ударе о твердый металл.

В наши дни такие «кремневые» зажигалки входят в состав наборов для выживания в экстремальных условиях. Полоску ферроцерия приклеивают к небольшому куску магния, мягкого металла, который при сгорании дает высокую температуру. Техника добывания огня заключается в следующем: ножом нарезают небольшое количество магниевой стружки, а потом трением лезвия ножа о ферроцериевую полоску производят искры. Преимущество этой системы состоит в том, что в отличие от спичек, магний горит даже в мокром виде. Яркое пламя магния использовали на заре фотографии, когда пленка отличалась низкой чувствительностью. При фотографировании использовали лампы, в которых сгорали полоски магния.

Большой кусок магния поджечь очень трудно, поэтому набор безопасен, так как кусок магния не вспыхивает. Однако уже горящий магний невозможно потушить, так как магний горит даже в отсутствие кислорода – он взаимодействует с азотом с образованием нитрида магния. Заливание водой лишь усугубляет положение, потому что магний реагирует с водой, образуя горючий газ – водород. Именно поэтому магний применяют для изготовления зажигательных бомб. Во время Второй Мировой войны немецкие города превращались в море огня двухкилограммовыми магниевыми бомбами в результате термитной реакции внутри их корпуса. Алюминиевый порошок при соединении с оксидом железа выделяет огромное количество тепла и плавит железо, в результате чего воспламеняется магниевый корпус. Вспыхнувшая таким образом бомба поджигает все на своем пути.

Откуда берется магний? Это широкораспространенный в природе элемент, хотя в чистом виде он никогда не встречается. Атом магния находится в молекуле хлорофилла, вещества, благодаря которому углекислый газ и вода, улавливая энергию солнечного света, используют ее для синтеза глюкозы, из которой затем растение синтезирует множество самых разнообразных веществ – от ДНК до крахмала. Растения добывают магний из почвы, где он находится в форме разнообразных солей, таких, как карбонат магния. Это вещество является самым распространенным сырьем для производства металлического магния. Сначала карбонат магния нагревают и получают из него оксид магния, который затем восстанавливают до металлического магния реакцией с кремнием. В морской воде тоже содержится большое количество солей, из которых можно добыть металлический магний. В основном, это хлорид магния. При пропускании электрического тока через расплав хлорида магния на катоде получают магний, а на аноде – ионы хлора. Именно так Хэмфри Дэви в 1808 году впервые получил чистый магний.

Подумайте об этом, когда будете в следующий раз смотреть «Флинтстоунов», и не обращайте внимания на странное сосуществование людей и динозавров; авторы имеют право на художественный вымысел.

Не стану утверждать, что это было научное социологическое исследование, но результаты получились, тем не менее, довольно интересными. Я, по собственной инициативе, провел опрос на тему: «Кто такой Никола Тесла?» Некоторые респонденты говорили, что это изобретатель электромобиля, некоторые – по большей части студенты – вспомнили, что так называется единица плотности магнитного потока, и связали имя Теслы с магнетизмом. Но большинство опрошенных не имело ни малейшего представления о том, что все наши современные технические удобства, так или иначе, связаны с именем блестящего сербского ученого, переехавшего в США в 1884 году. Наши ярко освещенные дома, пылесосы, холодильники, стиральные машины – все это результаты изобретений Теслы, сделавших возможной передачу электрической энергии на большие расстояния и экономичной работу электромоторов.

Переменный ток Теслы можно было легко передавать по проводу на большие расстояния, в то время как постоянный ток его соперника Эдисона при передаче требовал установки через каждые несколько миль подпитывающего силового устройства. «Битва токов» была жестокой, отмеченной многими, подчас, весьма причудливыми демонстрациями. Электрические игрушечные звери Эдисона показывали, насколько опасным может быть переменный ток, а Тесла в ответ подставлял себя удару переменного тока напряжением двадцать пять тысяч вольт, чтобы доказать его безопасность.

Приехав в Америку, Тесла некоторое время работал у Эдисона и взял на себя решение некоторых проблем великого изобретателя, связанных с постоянным током. Эдисон обещал за их решение 50.000 долларов. Тесла решил их и потребовал вознаграждение. Эдисон ответил знаменитой фразой: «Тесла, вы не понимаете американского юмора». Но хорошо смеется тот, кто смеется последним, а последнее слово осталось за Теслой, ибо его переменный ток завоевал мир.

Как Тесла заинтересовался электричеством? Это произошло благодаря любимой кошке, Макаке, утверждал сам изобретатель. Когда он в детстве гладил кошку по шерсти, с нее сыпались искры, напоминавшие миниатюрные молнии. «Не является ли природа гигантской кошкой?» – задумался Тесла. Любопытство, порожденное кошкой, в конечном счете привело к изобретению катушки Теслы, прибора, способного генерировать высокое напряжение и производить самую мощную в те времена искусственную молнию.

Изобретатель был одержим идеей беспроводной передачи электрической энергии с помощью соответствующих частот колебаний электрического тока. В конце концов, ведь даже звуковые колебания, если правильно подобрать их частоты, способны разбивать стекло! В своей нью-йоркской лаборатории Тесла построил вибрирующую платформу, приводимую в действие сжатым воздухом для того, чтобы изучать реакцию разных предметов на колебания различной частоты. Однажды, встав на платформу, когда она работала, Тесла отметил «странное, но приятное ощущение». Потом возник еще один эффект. Оказалось, что Тесла изобрел механическое слабительное! Очень скоро этим эффектом, можно сказать, воспользовался Марк Твен.

Тесла с детства был поклонником этого американского писателя. В детстве Тесла заразился холерой и был долго прикован к постели. Однажды няня принесла ему сербский перевод Твена. Мальчик был поражен картинами американского Юга, описанными Марком Твеном, и был счастлив лично познакомиться с ним, когда они оба жили в Нью-Йорке.

Однажды, во время посещения лаборатории Теслы, Твен в разговоре пожаловался на мучивший его запор. Изобретатель предложил писателю встать на вибрирующую платформу, чтобы «оживить кишечник». Твен был большим поклонником науки и техники и согласился стать подопытным кроликом. Тесла включил машину и предупредил, что по первому же знаку надо будет с нее сойти. Писателю настолько понравилось ощущение вибрации, что он проигнорировал совет Теслы сойти с платформы, и очень скоро лаборатория огласилась паническим воплем: «Тесла, где у вас туалет?» Твен, однако, спохватился слишком поздно, и белый костюм великого юмориста был безнадежно испорчен.