Нитроклетчатка: легенда и действительность
Листая страницы литературы по военной тематике, я не раз натыкался на байки о случайном открытии нитроклетчатки. Суть их (в нескольких вариациях) сводится к тому, что некто на собственной кухне случайно проливает нечто едкое на фартук своей жены, а затем, пытаясь просушить его у печки, наблюдает вспышку и эдакое взрывообразное исчезновение сего простецкого предмета. Любопытно…
Вспомнилась эта история мне потому, что на днях я прочитал её ещё раз тут, на «ВО», в очень интересной и познавательной статье Александра Берещенко «Нитраты на войне. Часть I. От Сунь-Сымяо и Бертольда Шварца до Д.И. Менделеева». Цитирую:
«В 1845 году… швейцарский химик Христиан Фридрих Шенбайн (прославившийся к тому времени открытием озона) проводил опыты в своей лаборатории. Жена строго-настрого запретила ему приносить свои колбы на кухню, поэтому он спешил закончить опыт в ее отсутствие — и пролил немного едкой смеси на стол. Стремясь избежать скандала, он, в лучших традициях швейцарской аккуратности, вытер его своим рабочим фартуком, благо смеси было не слишком много. Затем, тоже в традициях швейцарской бережливости, он промыл фартук водой и повесил сушиться над печкой. Долго ли, коротко ли он там висел, история умалчивает, но вот о том, что после высыхания фартук неожиданно исчез, известно доподлинно. Причем исчез он не тихо, по-английски, а громко, можно сказать, даже феерически: в вспышке и громком хлопке взрыва. Но вот что привлекло внимание Шенбайна: взрыв произошел без малейшей струйки дыма!»
Это материал, с которым уже можно было работать!
Оказалось, речь идёт о немецко-швейцарском химике Кристиане Фридрихе Шёнбейне (1799-1868).
Однако к 1845 году он уже давно был профессором физики и химии в Базельском университете, почтенным гражданином Базеля, так о каких же экспериментах на кухне, да ещё втайне от жены, тут идёт речь?
Пришлось копнуть глубже — и оказалось, что действительно всё началось с озона…
Большая белая молния ударила в колокольню
Ужас охватил маленького Христиана. Земля задрожала у него под ногами, тяжелый грохот обрушился с неба и оглушил его. «Сейчас убьет!» решил он. Но гром, замирая, удалялся, стало тихо, и все прочно стояло на своем месте, и он сам был цел и невредим. Любопытство уже жгло его. В десяти шагах от него ударила молния — и он все видел! Скорей, скорей туда…
По площади со всех сторон бежали люди. Христиан бросился к церкви. У входа он увидел кого-то и первым юркнул в раскрытую дверь. Туман висел в церкви. От высоких сводов до узорчатых каменных плит пола ее наполнял странный голубоватый дым. И пахло чем-то острым и едким.
Христиан слышал позади себя дыхание, топот ног. В церковь заходили люди. Но никто не смел произнести ни слова. Этот запах!.. Боже мой! В церкви! Христиан огляделся. Люди были бледны и испуганы, у женщин на глазах стояли слезы.
— Сера… — произнес наконец чей-то смущённый голос.
— Боже, помилуй нас, здесь пахнет серой!..
Набожные жители Метцингена взволнованно зашептались. Серный дух — дух преисподней, его изрыгают черти; кто этого не знает! Неужели сам Дьявол, повелитель ада, проник из тучи в божий храм?! Самые трусливые уже пятились к выходу, на вольный воздух. Но Христиан не спешил уходить. В отцовской красильне он давно изучил все острые ароматы мира. И теперь, задрав нос кверху, он нюхал голубой дым — это была вовсе не сера.
Домой Христиан вернулся с сильнейшей головной болью. И на всю жизнь запомнил, как пахнет молния…
Двадцать восемь лет спустя в один из февральских дней 1839 года профессор Христиан Фридрих Шёнбейн шел по гулкому коридору Базельского университета, направляясь в свою лабораторию. Никто не узнал бы в нем теперь того любопытного мальчика, который некогда первым бросился в метцингенскую церковь, наполненную зловонием ада. Христиан давно покинул родной Вюртембург, исколесил всю Германию, жил в Англии, потом осел в Швейцарии. Он начал свою трудовую жизнь в качестве ученика на химическом заводе, работал лаборантом, химиком, учителем. Учился и работал в Тюбингенском университете, университете Эрлангена — Нюрнберга. Теперь он уже стал профессором физики и химии, почтенным гражданином Базеля.
Профессор Шёнбейн толкнул дверь в лабораторию и остановился на пороге. В изумлении он потянул носом воздух…
Тот самый запах!
В крохотной комнатушке никого не было. Приборы, колбы, банки с реактивами, спиртовые лампы — все стояло на своем месте. Никто из ассистентов и учеников Шёнбейна, видно, не приходил сюда в его отсутствие. Но этот странный запах…
Шенбейн медленно сделал несколько шагов по комнате. Откуда исходит запах?
Он заглянул в вытяжной шкаф, нагнулся к письменному столу. Приподнявшись на цыпочки, обнюхал полки с реактивами, подошел к окну. Потом обследовал один за другим рабочие столы. Вот вот откуда все шло!
На одном из столов стоял вольтов столб — электрический элемент для получения тока. Утром Шёнбейн пропускал ток через сосуд с водой, и она разлагалась на свои составные части — кислород и водород. Тогда, за работой, он не заметил ничего особенного. А теперь, со свежего воздуха, он сразу почувствовал новый запах. Профессор замкнул электрическую цепь и по очереди проверил вольтов столб, банку с водой, сосуды, в которые поступали оба газа. Запах издавал только сосуд с кислородом.
Но ведь обыкновенный кислород ничем не пахнет!
Он отворил настежь дверь и раскрыл окно. Холодный ветер загудел в лаборатории. В одну минуту зимний воздух вымел из маленькой комнатки все ароматы химии. Шёнбейн постоял у окна, потом снова взял сосуд с кислородом. Не могло быть никаких сомнений: оттуда по прежнему шел слабый, но явственный запах — запах, который появляется только при грозовом разряде.
С того далекого дня, когда молния на его глазах поразила колокольню в Метцингене, Шёнбейн не раз наблюдал этот запах в лабораториях и физических кабинетах. Так пахнул окружающий воздух, когда в нем проходили электрические разряды. Едва начинали вращаться круги электрической машины и между шарами ее проскакивали искры, появлялся и этот запах. Он был слаб, едва уловим, но Шёнбейн, если приходилось стоять поблизости, всегда замечал — и вспоминал его.
Теперь этот запах пришел из простой воды. В стеклянной банке, наполненной невидимым кислородом, был свой запах. Очевидно, его испускало какое-то вещество. Какое же?
Запах, появляющийся при действии электрической машины, впервые обнаружил химик Мартин Ван Марум еще в 1785 году.
Мартин Ван Марум (1750-1837)
Однако прошло пятьдесят пять лет, прежде чем Христиан Шёнбейн доказал, что носитель запаха — новый, неизвестный газ, гораздо более активный,чем сам живительный кислород.
Шёнбейн назвал его озоном, что по-гречески значит «пахучий». Этот газ появлялся в воздухе и из воды под действием электрического разряда. Озон заставляет ржаветь серебро и даже хорошо нагретые золото и платину. Озон моментально обесцвечивает краски, «отбеливает» их, как самая лучшая белильная известь. Эфир и спирт, светильный газ загораются в нем сами по себе. Шёнбейн стремился разгадать химическую природу нового газа.
В течение многих лет Шёнбейн проделывал тысячи экспериментов и строил самые замысловатые теории, чтобы объяснить необычайные свойства озона. Озон стал делом его жизни.
Шёнбейн был очень талантливым и настойчивым исследователем. Но он обладал необыкновенно пылкой фантазией — иногда это помогало ему, а иногда и вредило. Скоро ему всюду, во всех веществах стал мерещиться озон. И он уверил себя, что его открытие перевернет всю химию. (Тайну озона через двадцать лет после открытия Шёнбейна разрешили другие ученые.)
Увлеченный своими теориями Шёнбейн теперь из-за деревьев не видел леса. Неужели озон — просто-напросто разновидность кислорода? Он ни за что не хотел этому верить. Он решительно опровергал выводы других исследователей. И чтобы доказать свою правоту, предпринимал все новые и новые опыты.
Ему пришла в голову мысль, что все жгучее, все едкое, все активные вещества, известные химикам, — все происходит от озона. В крепкой азотной кислоте, которая жжет как огонь, наверное, содержится озон. И в серной кислоте, вероятно, есть озон. Не попробовать ли их смешать? Вот, должно быть, получится окислитель страшной силы! Задумано — сделано. Шёнбейн приготовил смесь двух крепчайших кислот и стал испытывать их действие.
Он обливал этой смесью различные вещества — иод, фосфор, серу, сахар, бумагу, хлопок — и наблюдал, какие происходят с ними превращения. Сахар под действием кислоты превратился в смолу, бумага стала прозрачной и непромокаемой, как пергамент. А хлопок... Хлопок превратился в порох!
С виду он как будто нисколько не изменился: обыкновенный хлопок, вата, белая вата. Но стоило ударить по комку такой ваты молотком, как она разлеталась со страшным взрывом. А от искры она вспыхивала с жадностью, с шипением. Эта гремучая вата сгорала с такой быстротой, что ее можно было сжигать на голой ладони; пламя появлялось и исчезало в одно мгновение, не успев даже опалить руку. К тому же она сгорала без дыма!
Шёнбейн был поражен. Он хотел раскрыть истинные свойства озона, а открыл новое, бездымное взрывчатое вещество!
В науке нередко случаются такие счастливые ошибки: защищая неверную теорию, исследователь ищет одно, а находит совершенно другое…
По всей Европе только и было разговоров, что об открытии Шёнбейна. Наконец-то нашли замену старому пороху! Шестьсот лет он безраздельно господствовал на полях сражений. Теперь в отставку его! Новый порох гораздо сильнее, он изменит войну. Мир увидит битвы без дыма выстрелов, без грохота пальбы (пироксилин, как назвали новый порох, давал несколько менее протяжный звук при стрельбе — и в порыве увлечения кто-то пустил слух, что он совсем бесшумный).
И из чего получалось это новое, это страшное взрывчатое вещество?
Смешно сказать: из хлопчатой бумаги, из такого мирного вещества, как вата!
Уютный ватный халат — и порох! Ночной колпак — и порох!
Сенсация!
Гимназисты, студенты, парикмахеры, аптекари — все бросились изготовлять пироксилин. Все ходили с желтыми от кислот руками, в пивных и в кафе люди показывали друг другу, как он вспыхивает.
Тем временем за дело взялись сильные мира сего. Скромный искатель электрического запаха стал получать письма на дорогой бумаге, с княжескими и графскими гербами. Письма были вкрадчивые, льстивые. «Я очень принял к сердцу Ваше изобретение!» — уверял посланник императора Николая I в Швейцарии. Он торопился заманить почтенного химика в далекий Петербург, пока другие не перехватили его.
Шёнбейна звали и в Париж, в Вену, в Англию. Тысячи сулили ему, да что тысячи — миллионы…
Обычно изобретателям и авторам великих открытий приходится обивать пороги, десятилетиями ожидать признания и помощи. Тут все случилось по-иному. Речь шла о могуществе армий, в этом монархи и их правительства были весьма заинтересованы.
Не прошло и года со дня открытия Шёнбейна, а уже в Англии заработал первый пироксилиновый завод.
Шёнбейн теперь почти позабыл и думать о своем озоне. Он заключал договоры, получал патенты, вел переговоры с генералами, с банкирами. Золотой дождь оглушил его.
И вдруг — ужасная весть: английский завод взлетел на воздух, двадцать один рабочий убит, десятки других ранены.
Были построены новые заводы. Но то и дело их уничтожало взрывом. Взрывались мастерские, взрывались склады. Сотни людей гибли. Нечего делать: пришлось запретить производство пироксилина. Христиан Шёнбейн снова вернулся к озону, в мирную тишину своей лаборатории.
Но другие химики упорно продолжали его дело и спустя много лет нашли безопасный способ производства пироксилина. Надо было хорошо очищать его от примесей — только и всего. Хорошо отмытый пироксилин можно было хранить годами, не опасаясь взрывов.
Пироксилин пошел в ход. Им стали начинять мины, прессовать его в шашки для подрывных работ. Но для пушек и ружей всё еще применяли старый, дымный порох. Слишком уж быстро взрывался пироксилин: часто газы не успевали протолкнуть снаряд или пулю через длинный ствол, а сразу рвали на куски все тело орудия. Снова заработали химики. И снова укротили пироксилин…
Все работы в области получения бездымного пороха были строго засекречены, и одна страна тщательно охраняла свои секреты от другой. Долгое время Россия не имела бездымного пороха. Обращения за помощью к иностранным правительствам и химикам мало что давали. Военное артиллерийское ведомство решило обратиться за помощью к Дмитрию Ивановичу Менделееву…
Ну а что из этого вышло, вы, уважаемые читатели, можете узнать из упомянутой мною статьи «Нитраты на войне. Часть I. От Сунь-Сымяо и Бертольда Шварца до Д.И. Менделеева». Статья познавательная, может быть, чуть перегружена техническими подробностями, но это дело вкуса. В любом случае, рекомендую.
Источники:
Нечаев. Химическое оружие.
БСЭ.
Энциклопедия Брокгауза и Эфрона и др.
Информация