Петр Образцов - Мир, созданный химиками. От философского камня до графена

• Название: Мир, созданный химиками. От философского камня до графена
• Автор: Петр Образцов
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2011
• ISBN: 978-5-389-02734-3

Петр Образцов, кандидат химических наук, известный научный обозреватель и автор нескольких книг, утверждает: сегодня без химии представить себе наш мир просто невозможно. В своей увлекательной книге он рассказывает об алхимиках и великом Менделееве, о том, почему сладкое — сладко, а горькое — горько, что такое ферменты и микроэлементы, как создавались яды и боевые отравляющие вещества, как была обнаружена радиоактивность и что такое графен.

В этих историях о химии много юмора и знания человеческой природы, а потому они интересны всем — и людям, далеким от науки, и тем, кто связал с ней свою жизнь.

---

Один из заводов по уничтожению запасов химического оружия находится в г. Шиханы Саратовской области, и занимаются там сжиганием ядов, в том числе нервно-паралитического действия. Но и до сих пор уничтожили не всё. Кстати, крупный предприниматель Иван Кивелиди в 1995 году был отравлен редким нервно-паралитическим ядом, который, как выяснило следствие, был произведен (или просто похищен со склада) именно в Шиханах. Об эффективности этого яда говорит тот факт, что Кивелиди отравился, всего лишь подержав в руке телефонную трубку, намазанную ничтожным количеством вещества. Предприниматель даже не заметил следов яда на трубке, но это еще не все: упавшую на пол трубку подобрала секретарша и тоже скончалась. Но и на этом дело не закончилось! Отравился и эксперт, вскрывавший тело Кивелиди. Могучая все-таки эта наука — химия.

Благородные и простонародные яды

Сначала определение. Их много, можно воспользоваться, например, вот таким: яды — вещества, отличающиеся высокой токсичностью и способные часто в ничтожных количествах вызывать тяжелые нарушения жизнедеятельности или даже смерть живого организма. Даты изобретения ядов не существует — просто потому, что первыми используемыми человеком ядами были вещества природного происхождения и отравлялись ими еще наши далекие предки, по внешнему виду сильно отличавшиеся от химиков в белых халатах. Первые природные яды, наверное, были еще и одним из инструментов эволюции: выжили и дали потомство те из питекантропов, что не лопали все подряд.

Прошли века, и люди стали относиться к ядам с сознанием дела. Отбор и выделение природных ядов зафиксированы в исторических документах. О вытяжке сильнодействующего яда из какого-то травянистого растения написано на шумерских клинописных табличках, придворные врачи китайских императоров в начале первого тысячелетия уже точно знали, какой порошок следует подсыпать неугодному министру. В Египте жрецы Тутанхамона использовали для умерщвления рабов белену, стрихнин, опий и даже синильную кислоту, которую получали из косточек миндаля и персиков. В Древней Индии также знали белену, применялись и местные разновидности поганок.

Ядами «с успехом» пользовались и древние греки, и древние римляне. Первое массовое (и умышленное) отравление в Риме произошло еще в IV веке до н. э. В Греции приговоренный к смерти за «поклонение новым богам и развращение молодежи» древнегреческий философ Сократ (470–399 годы до н. э.) должен был выпить раствор яда растительного происхождения — экстракт болиголова или подобного растения, содержащего алкалоиды кониин или цикутотоксин. Выпив знаменитую чашу с цикутой, философ умер от паралича окончаний двигательных нервов.

Изобретением в области ядов может считаться изготовление ядовитого вещества из неядовитых компонентов. Еще в IV веке до н. э. в Персии знали минерал аурипигмент (сульфид мышьяка AS2S3), который после обжига превращается в белый оксид мышьяка AS2O3. Однажды, когда Александр Македонский был в Персии, ему рассказали об этом сильнейшем яде. Огромное количество ядов получили алхимики — производные ртути, свинца, мышьяка. В виде уже упомянутого оксида мышьяк весьма уважали отравители Средневековья. Дело в том, что это вещество не обладает ни вкусом, ни запахом, ни цветом, и поэтому подмешать его в пищу жертве ничего не стоит. Мышьяком пользовались члены знаменитого семейства Борджиа (XV век). Существует версия, что и Наполеон был отравлен мышьяком. В доказательство приводят результаты спектрального анализа волос императора, умершего в ссылке на острове Святой Елены. При этом некоторые историки полагают, что Наполеона отравил кто-то из приближенных, понемногу, но постоянно добавляя мышьяк в пищу пленника. Другие же ученые считают, что отравление было случайным. Действительно, спальня Наполеона была отделана обоями, покрашенными зеленой краской на основе мышьяка — так называемая шеелева зеленка, арсенид меди CU3AS. Это соединение предложил использовать в качестве краски знаменитый шведский химик Карл Шееле, не догадываясь о возможных последствиях. В сыром помещении завелись грибки, которые постепенно разлагали краску, и мышьяк выделялся в атмосферу помещения. Впрочем, ни одна из версий не считается доказанной, поскольку, например, нет строгих доказательств, что проанализированные на спектрометре волосы принадлежали именно Наполеону Бонапарту. Но зато точно известно, что император был в некотором смысле отомщен: Карл Шееле умер, отравившись им же открытой синильной кислотой.

Соединения мышьяка чрезвычайно ядовиты. Описан случай, когда от них практически вымерла целая венгерская семья, построившая себе дом на склоне горы, где за 80 лет до этого виноградари регулярно промывали свои опрыскиватели виноградной лозы. Опрыскивание содержащими мышьяк препаратами применялось против болезни винограда — филлоксеры — и было давно прекращено из-за частых случаев профессионального «рака виноградарей». Члены того несчастного семейства еще и пили воду из колодца, вырытого на этом участке склона.

Благодаря ядовитым свойствам мышьяка, точнее, оксида AS2O3, его активно используют в стоматологии — для удаления зубных нервов. Непосредственный контакт оксида мышьяка с тканями приводит к их гибели, но протекает практически безболезненно. На обнаженную пульпу зуба наносят кусочек пасты из оксида величиной с булавочную головку, и через сутки-двое нерв погибает.

Ртутная история

В 1950-е годы в небольшом поселке около бухты Минамата в Японии произошла страшная трагедия — жители этого селения отравились ртутным соединением метилртутью. В бухту попадали без очистки отходы от расположенного поблизости завода по производству полимеров с использованием в качестве катализатора соединений ртути. Попавшая в воду ртуть накапливалась в организме рыб, которые настолько ослабевали, что их можно было ловить простым сачком. Чем радостно и занялись жители поселка, только вот потом стали умирать — от ртутного отравления, причем симптомы его были настолько специфичны, что появился даже термин «болезнь Минамата». Ртуть поражает головной мозг, нарушается координация движений, возникает слепота, больные дергаются и напоминают «живых кукол». Дети больных родителей рождаются уродами.

Ртуть обладает огромной силой. Она может даже изменить историю. Например, слабое сопротивление инков и соседних племен Южной Америки ничтожному количеству конкистадоров некоторые историки всерьез объясняют ртутным отравлением. А еще ртуть помогает обрести самый ценный в мире металл — золото. Намывающие золотые крупинки из речного песка старатели не подвергаются при этом особым опасностям, если не считать разбойников и налоговой инспекции. Однако с помощью лотка добывается лишь очень незначительное количество золота, а большая его часть извлекается из руды химическими методами. И есть какая-то злая ирония в том, что для отделения драгоценного «желтого дьявола» от пустой породы приходится использовать крайне ядовитую ртуть или цианиды.

До недавних пор считалось, что ртутный метод добычи золота был придуман в Европе еще в начале первого тысячелетия, но получил распространение только в XII веке, хотя в Турции находили золото, полученное по этой технологии, за несколько тысячелетий до новой эры. Огромное количество золота инков, вывезенного конкистадорами из Америки в XVI веке, полагали старательским, а ртутную технологию добычи золота якобы завезли в Америку именно испанцы. (В Испании существует огромное месторождение ртути Альмаден — здесь и сейчас добывается три четверти всей ртути в мире.)

Однако ученых всегда удивляло, что старательского индейского золота было слишком много. Чтобы решить проблему, южноамериканские геологи проанализировали 7 образцов золотой фольги из поселения Уакала-Вентана культуры Сикан в Перу (VIII–XIV века), а также из Колумбии и Эквадора. Методом индуктивно-связанной плазмы они установили, что во всех образцах содержится значительное количество ртути, то есть индейцы с успехом применяли ртутный метод добычи золота задолго до появления конкистадоров.

Этот метод состоит в следующем. Жидкой ртутью обрабатывают золотосодержащую руду, при этом образуется сплав ртути и золота — так называемая амальгама. При промывке более тяжелая амальгама опускается на дно и отделяется от породы. Затем ее нагревают, испаряют ртуть и получают золото. Пары ртути чрезвычайно ядовиты, поэтому смертность на средневековых фабриках по амальгамации была очень велика, и сейчас этот метод применяют редко. Впрочем, очень вредна и остаточная ртуть в золотых изделиях индейцев, поэтому инкская аристократия и правители империи были вялыми, как рыба в Минамата, и почти не сопротивлялись оккупантам.