Только в последние десятилетия химикам удалось создать промышленные способы получения концентрированной перекиси водорода.
Во-первых, они усовершенствовали старый способ Тенара: вместо перекиси бария стали применять перекись натрия, вместо серной кислоты – фосфорную или соляную.
Во-вторых – и это главное, – они нашли новый, электрохимический путь. Для получения окисленной воды используют серную кислоту. С помощью электрического тока её «усложняют», превращая в так называемую надсерную. Из неё выделяют перекись, а остаток – серная кислота – снова идет на электролиз. Таким образом, расходуется только вода и электрическая энергия. Серная кислота совершает круговорот и не теряется. Поэтому процесс перекиси является круговым.
Я говорю об этом пути коротко. Подробности, если захотите, сможете прочесть в книгах. Нас этот способ интересовал мало. Он широко применялся, был хорошо известен, и смешно было надеяться усовершенствовать его за три дня.
ТРИ ДНЯ
Нас интересовали «теоретические» способы, то есть такие, которые по тем или иным причинам не получили практического применения. Ими никто особенно не занимался, и тут можно было рассчитывать на счастливую идею.
Любопытно, что большинство этих способов прямо вытекает из двух названий Н2 О2 : перекись водорода и окисленная вода. Перекись водорода – нужно взять водород и окислить его, соединить с кислородом. Окисленная вода? Значит, необходимо окислить воду.
К сожалению, есть небольшое «но». Ни водород, ни вода в нормальных условиях не окисляются. Об этом, кстати, легко догадаться. Будь по-другому, вода в реках, морях и океанах давно превратилась бы в перекись водорода.
Водород вступает в реакцию с кислородом при температуре 3000 градусов. Образуется… нет, не вода, перекись водорода. Образуется и мгновенно распадается на воду и кислород, ибо при такой температуре она существовать не может.
Снизить температуру? Тогда перекись не будет разлагаться. Однако и образовываться она тоже не будет. Заколдованный круг.
Много часов мы метались в этом кругу. Потом обнаружили, что существуют всё-таки способы вырваться из него. Скажем, с помощью тихого (или, наоборот, очень сильного) электрического разряда удавалось заставить водород реагировать с кислородом при низкой температуре. Кое-какие результаты получались и при действии ультрафиолетовых лучей, ультразвуков.
Но все эти способы требовали лаборатории, сложного оборудования да и специальных знаний (не говоря уже о времени). Ничего этого у нас не было. Если что-то могло нас спасти, то лишь идея, относящаяся к химии.
И вот идея пришла. Я думаю, она пришла потому, что другого выхода у неё (и у нас) не было.
В учебнике, который был предназначен «для углубленного 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, возвращенный палладием, обладает особыми качествами. Если его пропустить через воду, он вступает в реакцию с растворенным в ней кислородом. В растворе удается 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 удается 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, все равно в растворе удастся обнаружить не больше, чем её следы. Откуда же возьмется 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 растет 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.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57