Властелин Окси-мира

В учебнике, который был предназначен «для углублённого изучения химии специалистами-химиками», мы нашли упоминание об интересном свойстве палладия.

Палладий – металл, расположенный в периодической системе рядом с платиной, способен, как губка, поглощать водород. 1 кубический сантиметр палладия «впитывает» сотни кубических сантиметров водорода и, конечно, тоже разбухает, как губка.

Уже само по себе это интересно. Однако водород, возвращённый палладием, обладает особыми качествами. Если его пропустить через воду, он вступает в реакцию с растворённым в ней кислородом. В растворе удаётся обнаружить следы перекиси водорода.

Перекись водорода – это хорошо. Вот только следы… Сначала мы решили, что очень плохо: кому нужны «следы»? Однако, поразмыслив, пришли к выводу, что и это хорошо. Ведь если бы перекись получалась в больших количествах, способ был бы давно известен и применялся, и никакого изобретения не было бы…

Мы решили коренным образом усовершенствовать способ, из теоретического превратить его в практический.

Не знаю, как нам это удалось. Наверное, помогло обстоятельство, которое часто помогает изобретателям, – необходимость. Необходимо было прыгнуть выше собственной головы. И мы прыгнули – ничего другого не осталось.

Мы начали с «почему».

Почему водород после пребывания в палладии соединяется с кислородом уже при нормальной температуре? Очевидно, там, в глубине металла, происходят процессы, которые «возбуждают» водород, делают его гораздо более активным. Эта внутренняя энергия заменяет ему высокую температуру.

Но почему тогда удаётся обнаружить лишь «следы» перекиси? Объяснение, которое мы нашли в книгах, казалось убедительным. Палладий «двуличен». Как «возбудитель» водорода он помогает образованию перекиси. Как катализатор (и сильный) он этому мешает, разлагая перекись, которую сам же создал…

Мы пришли в уныние. Глупо было надеяться, что в течение трёх дней удастся преодолеть «двойственность» палладия или найти ему замену. И тут Гена предложил:

– Давай посчитаем.

В реакции получения перекиси участвуют двое – водород и кислород. Водорода вполне достаточно – палладий поглощает сотни литров. А кислорода? Без особого энтузиазма я взял карандаш.

В литре воды при нормальном давлении и температуре 20 градусов растворяется 30 кубических сантиметров кислорода. Литр кислорода весит 1, 43 грамма. Значит, в литре воды растворено 0, 04 грамма кислорода. Из этого количества можно получить… 0, 042 грамма перекиси.

Сорок две тысячных грамма на килограмм воды! Мало. Если перекись вовсе не будет разлагаться, всё равно в растворе удастся обнаружить не больше, чем её следы. Откуда же возьмётся перекись, когда нет кислорода…

– Убрать воду. Пропускать кислород прямо в палладий, – предлагаю я.

Гена пожимает плечами. «Убрать» воду нельзя. Образование перекиси из элементов идёт с выделением тепла. Температура резко повысится. Перекись начнёт сама себя разлагать…

Потому реакцию и ведут в воде. Выделяющееся тепло тратится на её нагревание, температура растёт медленно. Вода играет роль «теплового буфера». Нет, убрать воду нельзя…

– Но заменить… заменить можно? – кричу я.

Взгляд библиотекаря отправляет нас на лестницу.

– Чем заменить? – спрашивает Гена.

– Не знаю. Чем-нибудь таким, что лучше растворяет кислород.

– И что не растворяет перекись! – восклицает Гена.

Я смотрю на него. Просто и гениально. При других способах вначале получают перекись низкой концентрации, а потом долго и мучительно «очищают» её от воды. Выпаривать её из раствора в обычных условиях нельзя – перекись разложится. Нужны вакуумные установки, сложное и дорогое оборудование.

Если же мы возьмём жидкость, в которой перекись не растворяется, мы получим её в чистом виде. То есть решим задачу, которую никому прежде не удалось решить.

Лихорадочно листаем справочники. Одни жидкости превосходно растворяют кислород. К сожалению, ещё лучше они растворяют перекись. Другие перекись не растворяют, но и кислород растворяется в них плохо.

Наконец – эврика! – петролейный эфир. Он растворяет кислород в несколько раз лучше, чем вода, а с перекисью абсолютно нерастворим.

Достать петролейный (то есть «нефтяной») эфир нетрудно. Это ведь, в сущности, бензин. Только бензин авиационный, самого лучшего качества.

Времени мало, так что мы сразу берёмся за дело. Гена набрасывает эскиз установки, я составляю описание. Попутно мы обнаруживаем в петролейном эфире всё новые достоинства.

Он лёгкий, гораздо легче воды. А перекись в полтора раза тяжелее. Значит, разделить их очень просто. Петролейный эфир, как масло, будет плавать сверху.

Самая сложная задача – перехитрить палладий, уберечь полученную перекись от его каталитического действия. Долго думаем над ней, вдруг нас «осеняет». Петролейный эфир сам решит задачу. Стоит перекиси образоваться, как она – разница в весе! – сразу же «утонет» в петролейном эфире, «провалится» на дно. И будет недосягаема для палладия. Нужно открыть нижний кран и…

Через три дня, точно в установленный срок, мы кладём на стол Смолину описание и чертежи.

– Данил Данилович! – кричит Смолин… Бабушка? С ней все в порядке… И, пожалуй, не опрокинется… А что, возьмёт и не опрокинется!..

ЭКСПЕРИМЕНТ

Всё готово, но мы возимся: двигаем колбы, проверяем краны – боимся начать. Данил Данилович, Смолин и двое приглашённых – хмурого вида химики – ждут в соседней комнате. Сначала они были здесь, и у нас ничего не получалось. Я никак не мог поймать пинцетом миллиграммовую гирьку. Гена ломал пробирки. Выручил Данил Данилович.

– Они молодые и вежливые, они никого не хотят обидеть, – заметил он. – Будь они старше и грубее, они бы сказали деликатно: «Проваливайте». И я бы лично на них не обиделся.

Зашипел газ. Гена закрыл краник. Проверять больше нечего.

– Начнём, – сказал я.

– Начнём, – эхом откликнулся Гена.

Комиссия вошла в лабораторию. Химики тщательно осмотрели установку. Сделали записи. Смолин подмигнул мне и кивнул. Я открыл, кран…

С тех пор прошло шестнадцать лет. Сейчас об этом опыте я думаю с ужасом. Первый эксперимент не бывает успешным. Он не бывает и полууспешным. Как правило, он кончается неудачей. Это естественно и закономерно: в первом опыте трудно учесть всё.

В данном случае положение осложнялось ещё и тем, что палладия мы не достали. Пришлось заменить его соединением хрома (мы его называли «эрзац-палладий»), о котором в книге было сказано, что оно «энергично поглощает водород и, по-видимому, переводит его в активное, вероятно атомарное, состояние». Нужно было обладать редкой самоуверенностью (верный признак недостатка знаний), чтобы рискнуть ставить опыт, опираясь на столь шаткие ступени, как «по-видимому» и «вероятно»…

Собранная нами установка отличалась крайней простотой. Стеклянная ёмкость – бывший аквариум. Внутри аквариума – металлическая сетка, на которую засыпан особым образом обработанный «эрзац-палладий». Снизу к сетке подведена резиновая трубка для подачи водорода. Аквариум заполнен бензином – единственный «реактив», имевшийся у нас в неограниченном количестве.

Водород получался обычным способом – действием железа (опилок) на серную кислоту. Перед началом опыта – в течение получаса – через бензин продувался кислород (довольно рискованная операция, к счастью окончившаяся благополучно). Наконец, чтобы обеспечить сохранность перекиси, мы засыпали в аквариум десять порошков от головной боли.

Предполагалось, что установка будет действовать так. «Эрзац-палладий» поглотит какую-то часть проходящего сквозь него водорода. Затем, под давлением следующих порций газа, он начнёт его отдавать. Но уже в атомарном состоянии. Атомарный водород соединится с кислородом, растворённым в бензине. Полученная перекись опустится на дно. Обнаружить её будет легко. По цвету. Перекись внешне похожа на воду. А бензин, как известно, не похож.