Оповідання з хімії - Юрій Якович Фіалков
Бейкер наказав запаяти обидві рідини, одягнувся і вийшов. Залишатись в лабораторії віч-на-віч з цією загадкою він більше не міг.
Що ж так вразило англійського хіміка? Невже якихось сорок градусів могли бути причиною такого сильного хвилювання?!
Могли.
Чи постійні «постійні величини»?Справа в тому, що кожна речовина, кожна хімічна сполука мають цілком визначені фізичні й хімічні властивості. Можна брати, наприклад, воду з Індійського океану, з запліснявілого болота, з полярної крижини, з калюжі на дорозі — яке б не було її походження, завжди вона замерзатиме при 0°, а кипітиме при 100°. Бензол, добутий шляхом переробки кам’яного вугілля, і бензол, добутий синтетично з ацетилену, не відрізняються один від одного ні на йоту.
Отже, кожній хімічній сполуці відповідає цілком певна температура кипіння, температура плавління, густина і т. д. Це правило лежить в основі процесів добування очищених речовин. Якщо хочуть, наприклад, одержати чисту оцтову кислоту, то виділяють з неї домішки доти, поки температура плавлення її не дорівнюватиме 16,6°.
І дослідник може бути впевненим, що він тримає в руках чистий препарат оцтової кислоти. Якщо хімік, переганяючи якусь речовину, бачить, що при нормальному атмосферному тискові вона кипить, скажімо, при температурі 110,8°, то він впевнено може сказати, що в колбі толуол.
Але тепер те, що кожній речовині відповідають тільки її притаманні властивості, треба було ще довести.
Є речовини, з якими хіміки мають справу майже щодня. Для цих речовин температури кипіння і плавлення були визначені особливо старанно. З них і вирішив Бейкер почати чергову серію дослідів.
Читач вже знає, як важко хімікові добути чисту речовину. Очевидно, чим вища ступінь очистки речовини, тим важче її приготувати. Можна старанно очистити якусь органічну речовину від домішок неорганічних речовин. Значно важче, але також можливо очистити цю сполуку від домішок сторонніх органічних речовин. Та як уберегтися речовині від повітря, від водяної пари, що міститься в ньому?
Ось чому, приступаючи до очистки бензолу, брому, сірковуглецю, спирту та інших речовин, Бейкер вже знав, що від води, найменших часток її, врятуватись йому не пощастить.
Звідси основна передумова досліду така: всі описані досі хімічні сполуки, якими б чистими вони не вважались, завжди мають в собі деякі домішки води. Завдання досліду — добути цілком чисті, вільні навіть від слідів води, речовини.
Для цього в скляні трубки разом з п’ятиокисом фосфору були запаяні старанно очищені речовини і покладені в шухляду лабораторного стола. В робочому журналі з’явився запис: «27 листопада 1913 року». Далі стояли нові дати: «січень… березень… червень 1914 року». На цьому записи обірвались. Почалася перша світова війна.
До своїх трубок Бейкер повернувся аж через 9 років (у 1922 році).
Трубки він відкривав в умовах, які виключали присутність вологи: посудини старанно просушувались, кінці трубок відламували під ртуттю і т. п. Результати перевершили всі сподівання.
Першим переганяли бензол. «Звичайний» бензол, як показують всі довідники, має температуру кипіння 80°, а цей закипів при 106°. Далі Бейкер із співробітниками ледве встигали записувати в лабораторні журнали нові дивовижні факти: діетиловий ефір кипів при 83°, тоді як звичайна температура кипіння його 35°, бром починав переганятись при 118° (звичайно бром починав кипіти при 59°), ртуть кипіла при 459° замість 357°, сірковуглець — при 80° (звичайна температура кипіння 46°). Перші ознаки кипіння спирту з’явились при 138°, а не при 78,4°. Так само «поводили себе» й інші речовини, всього було — 11.
Коли Бейкер через кілька днів повідомив про всі ці факти вчених колег, ті зустріли це по-різному: одні одверто реготали, такими неправдоподібними здалися їм його слова; інші глибокодумно закочували очі, а коли Бейкер відходив, здивовано знизували плечима; треті, найбільш далекоглядні, гаряче переконували вченого:
— Дивуюсь, дорогий колего! Невже ви не бачите, що маєте справу з звичайнісіньким явищем перегрівання, коли дуже чиста рідина може деякий час залишатись в рідкому стані трохи вище температури кипіння?
— Перегрівання, панове, — починав сперечатися Бейкер, — тут абсолютно виключене. По-перше, на дні колби, з якої велась перегонка, лежали кусочки пористого фарфору, а це, як відомо, виключає можливість перегрівання. По-друге, як починається кипіння при перегріванні? Рідина лишається зовні спокійною, поки температура не підніметься на кілька градусів вище температури кипіння, а потім раптово і дуже бурхливо закипає. Весь вміст колби стає пінистим. А в даному разі кипіння починалось цілком спокійно, так само проходила й перегонка. Крім того, не слід забувати, що перегрівання буває завжди не більшим, ніж на три-чотири, найбільше — на 10 градусів, а тут 70–80 градусів! Ні, колеги, це не перегрівання.
Колеги вже й самі бачили, що в цих дослідах нема нічого спільного з явищем перегрівання. Це клало кінець науковим суперечкам, і далі розмова вже входила в сферу ненаукову:
— Ну, знаєте, все може бути… — і співрозмовники розводили руками так, ніби вони були не шанованими членами Королівського товариства, а звичайнісінькими школярами.
Отже, в наявності — наукове відкриття. Все було б добре, якби Бейкер сам хоч в якійсь мірі догадувався, яким чином тривале осушування речовини може привести до таких разючих результатів.
До того ж, через кілька днів з’ясувались нові факти: речовини, піддані тривалому осушуванню, змінювали також температуру плавлення. Ромбічна сірка плавилась при 117,5° замість 112,8°, йод — при 116° замість 114°. У бік збільшення змінилася й температура замерзання рідин: бром замерзав при температурі на 2,8° вище звичайної, а бензол — на 0,6°.
Що ж це за явище? Поки що зрозуміло дуже й дуже небагато.
Нема сумніву, що «винна» у всьому волога, сліди якої видалені з осушуваних речовин при багаторічному
