Лев Власов - Занимательно о химии

Что такое «цид» в переводе на русский язык? Это значит — убивающий. И вот созданием различных «цидов» и занялись химики. Ими были созданы инсектициды — «убивающие насекомых», зооциды — «убивающие грызунов», гербициды — «убивающие траву». Все эти «циды» находят сейчас самое широкое применение в сельском хозяйстве.

До второй мировой войны широко применялись в основном неорганические ядохимикаты. Различных грызунов и насекомых, сорняки обрабатывали мышьяковыми, серными, медными, бариевыми, фтористыми и многими другими ядовитыми соединениями. Однако, начиная с середины сороковых годов, все большее распространение начинают находить органические ядохимикаты. Такой «крен» в сторону органических соединений был сделан вполне сознательно. Дело не только в том, что они оказались более безвредными для человека и сельскохозяйственных животных. Они обладают большей универсальностью, да и требуется их значительно меньше, чем неорганических, для получения того же эффекта. Так, всего миллионная доля грамма порошка ДДТ на один квадратный сантиметр поверхности полностью уничтожает некоторых насекомых.

В использовании органических ядохимикатов были и свои курьезы. Одним из действенных ядохимикатов считается в настоящее время гексахлоран. Однако, наверное, мало кому известно, что это вещество было получено впервые еще Фарадеем в 1825 году. Больше ста лет исследовали гексахлоран химики, даже не подозревая о его чудесных свойствах. И лишь после 1935 года, когда за его изучение взялись биологи, этот инсектицид стал выпускаться в промышленных масштабах. Лучшими инсектицидами в настоящее время являются фосфорорганические соединения, например фосфамид или препарат М-81.

До недавнего времени использовали для защиты растений и животных препараты наружного действия. Однако посудите сами: прошел дождь, подул ветер, и ваше защитное вещество исчезло. Все надо начинать сначала. Ученые задумались над вопросом — нельзя ли вводить ядохимикаты внутрь защищаемого организма? Делают же человеку прививки — и болезни ему не страшны. Как только микробы попадают в такой организм, они немедленно уничтожаются невидимыми «хранителями здоровья», появившимися там в результате введения сыворотки.

Оказалось, что создать ядохимикаты внутреннего действия вполне возможно. Ученые сыграли на различном строении организмов насекомых-вредителей и растений. Для растений такой ядохимикат безвреден, для насекомого — смертельный яд.

Химия защищает растения не только от насекомых, но и от сорняков. Были созданы так называемые гербициды, которые угнетающе действуют на сорняки и практически не вредят развитию культурного растения.

Пожалуй, одними из первых гербицидов, как это ни странно, были… удобрения. Так, уже давно отмечалось практиками сельского хозяйства, что если на поля вносить повышенные количества суперфосфата или сульфата калия, то при интенсивном росте культурных растений рост сорняков угнетается. Но и здесь, как и в случае с инсектицидами, в наше время решающую роль играют органические соединения.

Мальчишке перевалило за шестнадцать. И вот он, пожалуй, первый раз в парфюмерном отделе. Он здесь не из любопытства, а по необходимости. У него уже начали пробиваться усы, и их надо брить.

Для начинающих это довольно интересная операция. Но примерно лет через десять-пятнадцать она до того надоест, что иногда хочется отрастить бороду.

А возьмите, например, траву. На железнодорожном полотне она недопустима. И люди из года в год «бреют» ее серпами и косами. Но представьте себе железную дорогу Москва — Хабаровск. Это девять тысяч километров. И если всю траву на ее протяжении скашивать, да еще не один раз за лето, на этой операции придется держать почти тысячу человек.

А нельзя ли придумать какой-нибудь химический способ «бритья»? Оказывается, можно.

Чтобы скосить траву на одном гектаре, необходимо, чтобы целый день работали 20 человек. Гербициды заканчивают «операцию по уничтожению» на такой же площади за несколько часов. Причем уничтожают траву начисто.

А известно ли вам, что такое дефолианты? «Фолио» — значит «лист». Дефолиант — вещество, вызывающее их опадение. Их применение позволило механизировать уборку хлопка. Из года в год, из века в век выходили люди на поля и вручную обирали кусты хлопчатника. Тот, кто не видел ручную уборку хлопка, вряд ли может представить всю тяжесть такой работы, которая, кроме всего, происходит при отчаянной жаре в 40–50 градусов.

Теперь же все значительно проще. За несколько дней до раскрытия коробочек с хлопком плантации хлопчатника обрабатываются дефолиантами. Самый простейший из них — Mg[ClO3]2. Листья с кустов опадают, и вот уже на полях работают хлопкоуборочные комбайны. Кстати, в качестве дефолианта может использоваться CaCN2, а это значит, что при обработке им кустов в почву дополнительно вносится азотное удобрение.

Но в своей помощи сельскому хозяйству, «в исправлении» природы, химия пошла еще дальше. Химиками были открыты так называемые ауксины — ускорители роста растений. Правда, поначалу природные. Простейшие из них, например гетероауксин, химики научились синтезировать в своих лабораториях. Эти вещества не только ускоряют рост, цветение и плодоношение растений, но повышают их устойчивость и жизнеспособность. Кроме этого, оказалось, что применение ауксинов в повышенных концентрациях оказывает прямо противоположный эффект — затормаживает рост и развитие растений.

Здесь наблюдается почти полная аналогия с лекарственными веществами. Так, известны лекарственные препараты, содержащие мышьяк, висмут, ртуть, однако в больших (скорее, повышенных) концентрациях все эти вещества ядовиты.

Например, ауксины могут намного удлинить сроки цветения декоративных растений, и в первую очередь цветов. При внезапных весенних заморозках затормозить распускание почек и цветение деревьев и так далее и тому подобное. С другой стороны, в холодных районах с коротким летом это позволит выращивать «ускоренным» методом урожаи многих фруктов и овощей. И хотя эти способности ауксинов еще не реализованы в широком масштабе, а представляют собой лишь лабораторные опыты, можно не сомневаться, что в недалеком будущем помощники земледельцев выйдут на широкий простор.

Вот факт для газетной сенсации: маститому ученому признательные коллеги преподносят… вазу из алюминия. Любой подарок заслуживает благодарности. Но не правда ли, дарить алюминиевую вазу… Есть над чем поиронизировать…

Это теперь. Сто лет назад такой дар показался бы исключительно щедрым. Его действительно преподнесли английские химики. И не кому-нибудь, а самому Дмитрию Ивановичу Менделееву. В знак великих заслуг перед наукой.

Видите, как все в мире относительно. В прошлом столетии не знали дешевого способа добычи алюминия из руд, и потому металл был дорог. Нашли способ, и цены стремительно полетели вниз.

Многие элементы периодической системы и поныне стоят недешево. И это часто ограничивает их применение. Но мы уверены, до поры до времени. Химия и физика еще не раз проведут «снижение цен» на элементы. Проведут обязательно, ведь чем дальше, тем больше обитателей менделеевской таблицы вовлекает практика в сферу своей деятельности.

Но среди них есть и такие, что в земной коре либо вовсе не встречаются, либо их безумно мало, почти что нет совсем. Скажем, астат и франций, нептуний и плутоний, прометий и технеций…

Однако их можно приготовить искусственно. А уж коль скоро химик держит в руках новый элемент, то начинает задумываться: как дать ему путевку в жизнь?

Наиболее практически важным искусственным элементом является пока плутоний. И его мировое производство превышает ныне добычу многих «обычных» элементов периодической системы. Добавим, что химики относят плутоний к числу самых изученных элементов, хотя ему «от роду» чуть больше четверти века. Все это не случайно, поскольку плутоний — превосходное «горючее» для ядерных реакторов, ничем не уступающее урану.

На некоторых американских спутниках Земли источником энергии служили америций и кюрий. Эти элементы отличаются сильнейшей радиоактивностью. При их распаде выделяется много тепла. С помощью термоэлементов оно преобразуется в электричество.

А прометий, до сих пор не найденный в земных рудах? Миниатюрные батарейки, размером чуть больше шляпки обычной канцелярской кнопки, созданы с участием прометия. Химические батареи в лучшем случае служат не более полугода. Прометиевая атомная батарейка беспрерывно работает в течение пяти лет. И диапазон ее применений весьма широк: от слуховых аппаратов до управляемых снарядов.