Научные сказки периодической таблицы. Занимательная история химических элементов от мышьяка до цинка - Хью Олдерси-Уильямс

* * *

Неужели описанный здесь материал – та же самая сера, которую я видел на складе в доках Галвестона в Техасе? Громадные кубы лимонного цвета, которые больше напоминали очередное творение поп-арта, нежели важный промышленный товар, подготовленный к транспортировке. Я видел элемент, очищенный путем сублимации – то есть путем конденсации твердого вещества непосредственно из паров, – в форме, известной под старинным изысканным названием «серные цветы». Естественно, что, когда я разглядывал их в ярком весеннем солнечном свете, они вовсе не ассоциировались с вечным проклятием и адским огнем.

В элементарной сере нет ничего страшного. Ее неприятный альтер эго пробуждается только при прохождении ею химических изменений. Простейшая реакция – горение, в результате которой появляется едкий, обесцвечивающий и удушающий газ – двуокись серы. Результат упомянутой реакции наряду со сжиганием еще и очищение – то, благодаря чему мы начинаем различать обычный огонь, который просто уничтожает, и библейский серный огонь, вонь которого имеет очищающее воздействие. Возможно, посредством серы даже сатана может быть очищен и возвращен к его исходной ипостаси Люцифера, светоносного ангела, низвергнутого с небес. Во времена античности сера широко использовалась как дезинфицирующее вещество и в связанных с этим ритуальных целях. Когда Одиссей возвращается на Итаку и убивает женихов, преследовавших его жену Пенелопу, он приказывает няньке принести немного серы и разжечь огонь, дабы очистить дом от скверны. В настоящее время серу продолжают продавать для названных целей. К примеру, ее применяют как дезинфектант в оранжереях. Серный огонь вплоть до ХХ века использовался в качестве борьбы с холерой, саму же серу принимали внутрь при пищеварительных и других расстройствах. Миссис Сквирс по утрам подает «серу с патокой» в Дотбойз-Холле в романе Диккенса «Николас Никльби». Упомянутая мерзкая смесь используется, по ее словам, «отчасти потому, что, если не давать что-нибудь вроде лекарства, они всегда будут болеть и хлопот с ними не оберешься, а еще потому, что это портит им аппетит и обходится дешевле, чем завтрак и обед».

Горение – быстрая форма окисления, химического соединения вещества с кислородом. В желудке у нас происходит прямо противоположный процесс, известный как восстановление, который в данном случае осуществляется при помощи бактерий. В результате простейшей реакции восстановления серы образуется еще один дурно пахнущий газ – сероводород. Два упомянутых фундаментальных процесса лежат в основе широкого спектра химических преобразований серы, абсолютно необходимых для существования жизни. Группа вредных соединений, образующихся таким образом, несомненно, и является источником дурной репутации серы, но подобной репутации не было бы, если бы эти соединения не входили в один химический цикл с другими соединениями, ответственными за более приятные ощущения. К примеру, различные острые запахи представителей семейства луковых возникают из-за их специфического химического состава. Репчатый лук, чеснок, лук-порей и скорода содержат различные соединения серы в микроскопических количествах. Во время приготовления пищи названные соединения превращаются в вещества, гораздо более сладкие, чем сахар, родственные тем, что используются в качестве искусственных подсластителей. В случае с представителями семейства капустных нагревание постепенно переводит содержащие серу соединения в еще более пахучие формы. Вот, в частности, почему плохо приготовленная брюссельская капуста столь малоаппетитна. Соединения серы, образующиеся при переваривании пищи, выходят из тела вместе с экскрементами и кишечными газами. Одно из таких соединений, метантиол, по некоторым сведениям, самое сильнопахнущее на свете, добавляется к не обладающему никаким запахом природному газу, чтобы мы могли вовремя заметить его утечку из труб. И хотя сера присутствует во всех них в очень небольших количествах, ее омерзительного запаха и ассоциаций с экскреторными телесными функциями вполне достаточны, чтобы объяснить дьявольскую репутацию данного химического элемента в культуре.

Сера, которую я видел на причале Галвестона, – побочный продукт местной нефтехимической промышленности. Глядя на нее, я вспомнил фумаролы^[17] на дне Мексиканского залива, где особые морские бактерии синтезируют чистую желтую серу из газов, выходящих из земной утробы (в данном случае очень точная метафора). Я знал, конечно, что та сера, которую я видел, на самом деле получена из сероводорода в природном газе, его доставляют на берег с платформ, расположенных в море, но в обоих случаях названный газ в конечном итоге является продуктом гниения растений эпохи палеозоя. Даже море обязано своим романтическим ароматом, как недавно выяснилось, серному газу, на сей раз диметилсульфиду, выделяемому микробами, что обитают в поверхностных водах.

* * *

Должно быть, именно аромат моря манил тех моряков, что в канун Рождества 1835 г. отплывали из Плимута в путешествие, коему суждено было стать кругосветным плаванием. Судно под названием «Сера» семь лет изучало океаны и собирало научные образцы.

Упомянутая экспедиция по своим планам была сходна с путешествием другого корабля британских ВМС – «Бигль», который в то время находился на последнем этапе длительного плавания и вскоре должен был высадить на берег свой опасный груз: Чарльза Дарвина, собранные им образцы и новые идеи.

Экспедиция на «Сере» описана в двухтомном «Повествовании о кругосветном путешествии, совершенном на корабле Ее Величества „Сера“ с 1836 по 1842 гг., с подробным описанием морских операций в Китае с декабря 1840 по ноябрь 1841 г.» капитана корабля Эдварда Белчера. Корабельный врач Ричард Бринсли Хайндс дополнил упомянутое сочинение еще тремя томами, детально описывая флору, млекопитающих и моллюсков, которых они видели во время своего путешествия.

«Сера» Белчера, бомбардирский корабль на десять орудий, была третьим из трех кораблей королевских ВМС с таким названием. Первое из них уже так называлось на тот момент, когда Британские ВМС приобрели его у американских владельцев в 1778 г. Мне не удалось выяснить, чем было вызвано его «химическое» наименование. Полагаю, что слово «сера» попросту воспринималось как символ воинственности, так как второе судно под именем «Сера», купленное в 1797 г., принимало участие в битве при Копенгагене бок о бок с такими кораблями, как «Вулкан», «Взрыв» и «Ужас». Подобно второй «Сере», третья «Сера» была снабжена мортирами, которые были способны стрелять взрывавшимися ядрами, или «бомбами», с носа корабля, а не только палить из пушек с бортов. Названная способность пошла в дело, когда судно отвлекли от его чисто научной миссии и втянули в военные операции с Китаем во время Первой опиумной войны.

На своем пути «Сера» проплыла через Тенерифе и Острова Зеленого Мыса, вокруг мыса Горн и вверх вдоль южноамериканского побережья до Панамы, откуда совершила три больших обхода северной и южной части Тихого океана, измеряя глубины и оглядывая горизонты в поисках неоткрытых еще островов, после чего двинулась на запад через Океанию, Малакку и Мадагаскарский пролив к мысу Доброй Надежды, а оттуда назад на родину. Основными задачами экспедиции были исследовательские, с этой целью судно было оборудовано хронометрами, как «карманными», так и «большими», и сигнальными ракетами. С помощью сопоставления данных хронометров в двух местах на суше в момент вспышки ракеты можно вычислить расстояние между ними. Когда команда снимала данные с хронометра на острове Горгона неподалеку от побережья Колумбии, несколько неисправных ракет взорвались у самой земли. К счастью, пороха оказалось достаточно, чтобы осуществить вторую попытку. Второй сигнал был успешно сымпровизирован с помощью нескольких мешков с порохом, которые втащили на верхушку высокого дерева и там подожгли.