feanoturi | Случайность или непознанная закономерность

Продолжаю говорить о счастливых случайностях в химии.

Пожалуй, самый приятный из всех химических сюрпризов произошел в 1669 году, когда алхимик Хенниг Бранд попытался получить золото, нагревая мочу с песком. Спрашивается – зачем он взял такие неожиданные исходные вещества для трансмутации? Ответ прост – принцип подобия, который использовали алхимики, в те времена касался не только растворимости, а чуть более, чем всего - запахов, вкуса, внешнего вида, ну и соответственно, теоретической базой для подбора условий проведения эксперимента послужило то, что и золото и моча отличаются одинаковым цветом. Конечно же, Хенниг не смог выпарить золота из мочи, но в историю химии вошел как первооткрыватель нового элемента - фосфора.

Алхимик в поисках философского камня Джозеф Райт, 1771 год. На картине изображено Открытие Хеннигом Брандом фосфора. (свечение изображено от щедрости живописца - даже белый фосфор так не светится)

Дело в том, что моча содержит метафосфат натрия, а при высокой температуре, ее органические компоненты обугливаются до углерода, который при нагревании может восстановить фосфор из фосфата. Бранд хранил свой метод получения нового вещества в тайне (из-за свечения считая его лайт-версией философского камня), но в 1680 году независимо от него Роберт Бойль опубликовал рецепт получения фосфора по такой же методике – при нагревании мочи с песком. Специалисты по химии фосфора и фосфорорганических соединений до сих пор уверены в том, что главное достижение алхимии – тот самый эксперимент Бранда и позднее Бойля, который позволил открыть новый (тогда) и уникальный (до настоящего времени) химический элемент.

В наши дни, фосфор производится путем восстановления фосфатов (например фосфатов кальция – апатитов) с песком и коксом в электрической печи при температуре около 1200°С. Основной компонент песка – диоксид кремния вступает в реакцию с фосфатом, образуя оксид фосфора P₂O₅, ну а входящий в состав кокса углерод восстанавливает P₂O₅ до элементарного фосфора.

На дагеротипе изображен сам Луи Дарег

Свою роль случайности сыграли и при разработке химических процессов, связанных с фотографией. К 1835 году француз Луи Дагер разработал такое светочувствительное устройство, как покрытая серебром и обработанная парами йода медная пластина. Дагер подверг пластинку действию света и положил ее на шкаф, а когда через некоторое время он вернулся к ней, на пластинке проявилось изображение. Расследование показало, что в шкафу лежал разбитый ртутный термометр, и пары ртути проявили изображение.

В 1837 году Дагер запатентовал фотографическую систему, получившую название «дагеротип», для получения изображения с помощью которой необходимо было подвергнуть металлическую пластинку воздействию света, обработать пластинку парами ртути и закрепить его соленой водой. Метод Дагера, ставший началом современной фотографии, был небезопасен для здоровья, долог и трудоемок, но по тем временам дагеротипы были прорывом в области создания изображений.

Памятник Гарри Брирли на месте его металлургической лаборатории

Благодаря счастливой случайности был открыт и состав нержавеющей стали. Примерно в 1910 британский металлург Гарри Брирли (Harry Brearley) пытался создать новый сплав для ружейных стволов, однако каждый из образцов полученных сплавов проваливал тесты, не обладая достаточной прочностью, и Брирли свалил все неудачные образцы в сыром углу своей лаборатории, где те лежали и ржавели.

В один прекрасный день, глядя на плоды своих неудачных экспериментов, Брирли с удивлением обнаружил, что один образец так и не был тронут ржавчиной. Металлург взял этот кусок сплава и проанализировать его - это был первый образец нержавеющей стали. Обратив конфузию в викторию, Брирли, не получивший господдержки на производство оружейной стали, быстро сориентировался и скооперировался с производителем посуды, получи подряд на изготовление материала для столовых приборов. В наши дни мы настолько привыкли к столовым приборам из нержавейки, даже не можем оценить, каких огромных усилий, и какого везения стоило Брирли его изобретение.