Владимир Рюмин - Занимательная химия
Рис 41. Получение газообразного йода
Спрячьте куда-нибудь колбу; при случае удивите этим фокусом своих друзей. Только для того, чтобы помнить, что колба не пустая, наклейте на нее билетик с надписью: "йод".
То же самое взрывчатое вещество, которое я приготовил перед вами, дает соединение нашатырного спирта с йодистой тинктурой. И та и другая жидкости являются обычными домашними средствами. Пусть это послужит вам предостережением: не зная химии, не пытайтесь самостоятельно, наобум изучать свойства веществ.
Говоря о йоде, отметим один крупный успех советской химии. Йод, всегда бывший предметом импорта, теперь получается у нас заводским путем как из морских водорослей, так и из вод, сопровождающих нефтеносные месторождения. А йод - препарат не дешевый, и освобождение от его импорта - это крупная экономия валюты!
Взрывчатые вещества
Вы уже знаете, что химические реакции, сопровождающиеся освобождением энергии, называются экзотермическими. Если экзотермическая реакция протекает в течение весьма короткого времени (от 0,0001 до 0,01 секунды) и сопровождается выделением значительного количества энергии, то говорят, что она происходит со взрывом.
Взрыв - это почти мгновенное превращение взорвавшегося вещества в газы высокой температуры, с силою стремящиеся расшириться и сокрушающие все препятствия к этому расширению. Температура получающихся газов может доходить до 3000°, а увеличение первоначального объема до 900 раз.
Химические реакции при взрыве сводятся либо к разложению сложного вещества на более простые, либо к сгоранию с образованием газов.
Химические соединения и их смеси могут взрывать: самопроизвольно, от действия света, нагревания, искры, удара и от детонации. Детонация - это взрыв произвольно большого количества данного взрывчатого вещества от взрыва малого количества другого взрывчатого вещества, называемого инициирующим.
Далеко не все вещества, способные взрываться, применяются в военном деле и технике. Применяются лишь те, изготовление, хранение, транспорт и применение которых относительно безопасны. Относительно, ибо есть только одно безопасное взрывчатое вещество-смесь жидкого кислорода с угольной пылью. Его патроны готовят непосредственно перед взрывом и, если почему-либо взрыв не произошел, кислород быстро испаряется, и остается только уголь, который взорвать не может. У нас оксиликвит широко применялся при постройке знаменитой Днепровской ГЭС. Все остальные применяемые в технике взрывчатые вещества безопасны "постольку - поскольку", и взрывы заводов, их изготовляющих, и складов, в которых они хранились, в Западной Европе случались неоднократно.
В зависимости от скорости протекания процесса взрыва, взрывчатые вещества можно разбить на три группы: инициирующие, как гремучая ртуть, взрывающие моментально и вызывающие взрыв других веществ; бризантные, как нитроглицерин, взрывающие всей массой сразу и производящие раздробляющее действие, и метательные, сгорающие хотя и в ничтожную долю секунды, но все же не всей массой одновременно, и оказывающие, как порох, метательное действие.
Для различных технических целей применяют вещества различной силы и качества взрыва. Нельзя зарядить пушку нитроглицерином, - он взорвется так быстро, что, еще не успев вытолкнуть из нее снаряд, разнесет в куски самую пушку. И, обратно, плох обыкновенный черный порох для туннельных и горных работ, так как газы, им развиваемые при взрыве, направятся в место наименьшего сопротивления, а не разорвут на куски скалу или слой каменного угля. В этом случае уместны именно бризантные вещества.
Применение взрывчатых веществ в военном деле вам, конечно, известно. Метательные применяются для заряда огнестрельного оружия, а бризантными начиняют мины, фугасы и артиллерийские снаряды.
Но представляете ли вы себе, как широко применяются взрывчатые вещества в мирной технике?
Знаете ли вы, что у нас они применяются в каменноугольных копях и рудниках, при сооружении дорог и туннелей, при надобности быстро удалить большие массы земли, для корчевания пней, для разлома ледяных полей Арктика, взрыва ледяных гор и заторов и пр. и пр.
Кто изобрел порох?
Старейшее взрывчатое вещество - это черный порох, смесь калиевой селитры с серой и углем. Селитра - соль азотной кислоты, богатая кислородом, который и сжигает серу и уголь. В результате взрыва пороха получаются газы: азот, угольный ангидрид, сернистый газ и твердый сернистый калий, который и образует дым.
Порох, вероятно, был изобретен в Китае. Применялся он там для фейерверков и на войне для устрашения неприятеля грохотом взрыва. Только впервые в 1259 г. им стали заряжать "огненные копья" - прообраз современного ружья. Около 1290 г. арабы заменили катапульты и баллисты, разбивавшие стены осаждаемых крепостей ударами камней, пушками, выбрасывавшими каменные ядра. Знаменитый средневековой алхимик Роджер Бекон в 1284 г. описал изготовление пороха, на что современники не обратили внимания. Легенда приписывает изобретение пороха в Европе "благочестивому" монаху Бертольду Шварцу, и на его родине немцы даже поставили памятник этому "благодетелю" человечества.
А впрочем, порох, действительно, явился благодетельным изобретением для средневековых горожан, угнетаемых феодалами. Энгельс указывает, что в огнестрельном оружии буржуазия нашла хорошее средство борьбы с феодализмом.
На протяжении почти пяти столетий порох был единственным взрывчатым веществом, применявшимся в военном деле и в технике. Лучшие умы работали над усовершенствованием его состава, не пытаясь применить какие-либо другие взрывчатые вещества.
Во второй половине прошлого века дело резко изменилось.
В 1845 г. Шенебайн получил куда более сильное вещество, чем порох - обработанную азотной кислотой клетчатку, пироксилин, а тремя годами позже Сомбреро нитрировал глицерин, превратив его в страшный нитроглицерин. Однако эти новые взрывчатые вещества оказались уже чересчур взрывчатыми и взрывали, когда не надо, часто при самом изготовлении. Заводы, пытавшиеся их готовить, один за другим взлетали на воздух.
Укрощенный нитроглицерин
Как же тут быть? Слишком было заманчиво для капиталистической техники дать капитализму новое мощное средство истребления людей" Ведь капиталисты всякое новое изобретение первым делом пытаются применить в военной технике.
Ряд химиков начал работать над "укрощением" нитроглицерина и пироксилина. Нобель случайно заметил, что нитроглицерин, пролитый при переноске на инфузорную землю, образовал с нею сравнительно безопасное в обращении взрывчатое вещество. Он назвал его динамитом и посвятил всю свою жизнь на изучение и улучшение этого нового взрывчатого вещества, выработав ряд его сортов в зависимости от назначения. Нобель нажил миллионное состояние, но "пороха не выдумал", не смог приспособить динамит для метательного действия. Эту задачу решили другие, "укротив" пироксилин, превратив его в бездымный порох. Д. И. Менделеев в России и Вьель в 1885 году во Франции превратили опаснейшую нитроклетчатку обработкой ее разными веществами в желатинообразную массу, допускающую раскатывание в листы и разрезание их на кубики и ленты. Такой порох сгорает без взрыва, не дает золы и обладает большей метательной способностью, чем черный порох.
Ну, как же правительствам всех капиталистических стран не ухватиться за такое "великолепное изобретение"! Его тотчас ввели во всех армиях.
Пикриновая кислота и тротил
Но вот курьез. С 1789 г. в руках химиков было еще более грозное взрывчатое вещество, а они и не подозревали этого и применяли его с 60-х гг. как ярко-желтую искусственную краску. Это - пикриновая кислота, взрывающая только от детонации. Через 3 года после изобретения бездымного пороха пикриновую кислоту под разными названиями (лидит, шимозит, пикринит и пр.) стали применять в качестве бризантного вещества для начинки артиллерийских снарядов.
Только оказалось, что применять ее надо с соблюдением особых предосторожностей, защищая заряд от соприкосновения с металлическими стенками снаряда. Иначе пикриновая кислота, действуя на металл, образовала соли - пикраты, которые, в отличие от нее, взрывали самопроизвольно. Страшные взрывы артиллерийских складов с первыми снарядами, изготовленными без соблюдения указанной предосторожности, изучили артиллеристов уму-разуму.
Впрочем, буржуазная наука, всегда идущая навстречу запросам империалистов, вскоре в замену пикриновой кислоты преподнесла им новый подарок - тротил. Он обладает еще лучшими качествами, чем пикриновая кислота, и не дает соединений с металлами. Уже во время мировой войны к тротилу стали примешивать аммиачную селитру, создав новое взрывчатое вещество - аматол. После войны аммиачная селитра в смеси с алюминием в порошке и другими веществами была превращена в аммонал, нашедший широкое применение в мирной технике.
