Петр Образцов - Мир, созданный химиками. От философского камня до графена
Ни туркам, ни нашим читателям беспокоиться не о чем. Кармин совершенно безвреден и используется для окрашивания тканей с библейских времен, а в пищевой промышленности уже более 100 лет. Кармином подкрашивают не только газировку, но и различные кондитерские изделия, а также некоторые молочные продукты. Для получения 1 грамма кармина истребляют уйму насекомых, и «зеленые» уже начали заступаться за бедных букашек-таракашек. Можно одобрить запрет на промысел дельфинов, но защищать мексиканскую тлю — уже полное издевательство над здравым смыслом.
Другой пример — коньяк. Как уже отмечалось, ванилином отбивается сивушный запах плохо перегнанного спирта, а вот покрасить бурду можно разными способами. Самый гуманный — настаивать спирт не в бочке, а на горячих дубовых опилках для ускорения экстракции (извлечения) красящих веществ из древесины. Это хоть как-то похоже на нечто коньячное. Хуже, когда настаивают на скорлупе грецких орехов. Совсем гадко подкрашивать спирт настоем чая, но и это бывает частенько. Про добавление коричневой охры минерального происхождения к техническому спирту не стоит и говорить.
Кстати, подкрашивают и чай. К низкосортному листу добавляют соду, после настаивания такой чай приобретает очень темный цвет. Белая сода не красит раствор чая, но меняет щелочность среды, а при высоких значениях щелочности чай темнеет. Обратный процесс всем известен — чай с лимоном (кислотой) быстро светлеет.
В этой главе мы уже упомянули великолепного немецкого химика Адольфа фон Байера. В историю мировой науки он вошел как ученый, впервые получивший синтетический краситель индиго. А в историю российской химии он вошел как руководитель лаборатории, в которой изучал органическую химию наш великий соотечественник Владимир Николаевич Ипатьев.
Глава 14
Битва за скорость
Владимир Николаевич Ипатьев сыграл огромную, им самим и современниками до конца не оцененную роль в победе союзников во Второй мировой войне. Одним из ее главных эпизодов была «битва за Англию», «Battle of England». Так после знаменитой речи Уинстона Черчилля принято называть ежедневные бомбардировки немецкой авиацией Великобритании в 1940 году, предпринятые с целью заставить Англию заключить мир на условиях Гитлера. Это был первый пример широкомасштабного ведения боевых действий с помощью военно-воздушных сил. И без Ипатьева представить себе историю воздушно-ракетной техники невозможно.
«Оружие возмездия»
В половине седьмого утра 6 июня 1944 года на севере Франции был открыт долгожданный Второй фронт — англо-американские войска высадились в Нормандии. Неделю спустя, в ночь с 12 на 13 июня, немцы впервые применили крылатую ракету — «оружие возмездия» (Vergeltungswaffe, V-1, Фау-1). Наводка ракеты на цель производилась на земле перед стартом, и в полете этот снаряд, несущий около 1 тонны взрывчатки, был уже неуправляемым. Точность попадания не превышала 15 километров, поэтому имело смысл выпускать Фау-1 только по крупным объектам, что немцы и делали, обстреливая Большой Лондон, а позже Антверпен. Первоначально они собирались пустить «оружие возмездия» в дело 20 апреля 1944 года, в день рождения Гитлера, но помешали недоработки технического характера.
Пусковые установки для V-1 были построены в Северной Франции, откуда они могли долететь до Англии — радиус действия V-1 составлял 250 километров. С октября 1944-го по март 1945-го немцы выпустили около 16 тысяч ракет V-1 Их испытания проводились в основном в Пенемюнде, на берегу Балтийского моря. Аэрофотоснимки этого центра были сделаны англичанами после донесений участников польского подполья, обнаруживших здесь крупный ракетный полигон. Первой крылатую ракету V-1 идентифицировала на снимках старший лейтенант Констанция Бебингтон-Смит.
Несмотря на низкую точность наведения, а также действия английской авиации и зенитной артиллерии, несколько тысяч V-1 достигло Лондона. Великий английский писатель Ивлин Во пишет, что самым страшным для лондонцев был не столько звук летящего над ними снаряда, сколько наступавшая вдруг тишина — она означала, что мотор выключился и снаряд падает вертикально вниз, прямо на тебя. 17 июня 1944 года у человечества был шанс быстрого прекращения войны: отклонившийся от курса V-1 упал на бетонный бункер в Марживале (Франция), где в тот момент находился Гитлер. К сожалению, бункер устоял. Всего от V-1 пострадало более 80 тысяч зданий, погибло около 6 тысяч человек.
В литературе приводятся противоречивые сведения о топливе крылатых ракет. Некоторые источники сообщают, что горючим компонентом являлся бензин, другие — гидразингидрат. Известно, что емкость с похищенным топливом однажды загорелась в кармане у польского подпольщика; это чуть не стоило ему жизни, поскольку случилось на глазах у немецкого патруля. С бензином такого произойти не могло, так что, по-видимому, справедливо утверждение английского историка Джона Фуллера об использовании обычного авиационного бензина с добавками гидразингидрата (соединение воды с гидразином N2H4).
Подтверждением этому является установка на V-1 простого двигателя, разработанного еще в 1938 году. Окислителем там служил кислород воздуха. Для работы катапульты, с которой осуществлялся запуск «оружия возмездия», применяли концентрированную перекись водорода. То самое вещество, с помощью которого изготавливают крашеных блондинок.
Катализ Ипатьева
Говоря о топливе для ракет и самолетов, вспомним великого русского химика академика Владимира Николаевича Ипатьева, основателя российской и советской химической промышленности, в 1930 году эмигрировавшего в США.
В Америке советский академик Ипатьев возглавил химическую лабораторию крупного нефтехимического концерна. Одним из результатов его экспериментов было создание катализаторов для получения высокооктанового топлива. Полученное по методу Ипатьева топливо использовалось для заправки американских и английских самолетов, которые после этого могли летать со значительно большими скоростями при лишь небольшой переделке двигателя. В результате самолеты союзников получили огромное преимущество перед немецкими и, в частности, смогли сбивать до 70 % неуправляемых V-1, летавших со скоростью 600 километров в час, не говоря уже о вражеских самолетах. Многие западные историки отмечают, что в этом смысле именно Ипатьев выиграл «битву за Англию».
Владимир Николаевич Ипатьев родился в 1867 году, закончил Михайловское артиллерийское училище. Хотя химического высшего образования не получил, он вскоре защитил диссертацию по органической химии, работал в Германии у знаменитого Адольфа фон Байера и в Париже, а во время Первой мировой войны занимался, как и, увы, большинство химиков в то время, созданием химического оружия — но и защитой от него. Организовал производство отравляющих и взрывчатых веществ, фактически создал российскую химическую промышленность, точнее, ее органическую составляющую. Был выбран в академики Петербургской академии наук, а поскольку закончил военное учебное заведение, вскоре стал и генералом. Именем Ипатьева названа одна из органических реакций, а это величайшая честь для химика. Именная реакция — честь повыше Нобелевской премии, это как названные в честь первооткрывателей пролив, море или горы.
После революции он возглавил всю химическую промышленность Советской России, что не лучшим образом сказалось на его отношениях с русскими эмигрантами, встреченными им в 1930 году, когда ему удалось выехать на Берлинский конгресс по энергетике. А возвращаться в СССР было уже невозможно, там начались аресты ученых, в том числе его близких знакомых. Между прочим, знаменитый екатеринбургский «ипатьевский дом», в котором была расстреляна вся семья императора Николая II вместе со слугами, фрейлинами и личным доктором, принадлежал брату Владимира Николаевича, Николаю Николаевичу Ипатьеву.
И вот Владимир Николаевич остается за границей, сначала в Европе, а с 1930 года — в США, куда его пригласили работать в компании UOP. Именно здесь он и осуществил свои выдающиеся работы в области катализа, хотя первым его знаменитым изобретением, сделанным еще в самом начале века, была «бомба Ипатьева» — реактор для проведения реакций при высоких давлениях и температурах. Обычно считают, что катализатор — это вещество, ускоряющее химические реакции и при этом не расходующееся. Это не совсем правильно, но в первом приближении вполне допустимо. Только вот добавим, что катализатор может реакцию не ускорять, а замедлять, но тогда это вещество называют ингибитором. Катализаторы бывают гомогенными (от греческого слова, означающего «однорожденные»), если и реагенты, и сам катализатор растворены в какой-нибудь жидкости, обычно в воде. Или все эти вещества газообразны. Но Ипатьев чуть ли не первым использовал гетерогенные катализаторы («разнорожденные») — например, катализатор может быть твердый, а реагенты газообразные.
