Текст
                    1967
химия
жизнь
Научно-популярный журнал Академии наук СССР
Первый в мире «СК»
Элемент № 102
Как лечат книги
Пелика с ласточкой
Все о минеральных водах
Что могут катализаторы
* <v/#


В прошлом году реставраторы Государственной библиотеки имени В. И. Ленина восстановили все «Окна РОСТА» работы В. В, Маяковского. Здесь помещен фрагмент одного из них до реставрации. А на стр. 87—93 вы можете прочесть подробный рассказ о работе реставраторов и рекомендации книголюбам На обложке: Микрофотография шлифа минерала, сделанная в поляризованном свете. К статье Л. Я. Крауш «Цветная фотография»
1967 МАРТ № 3 ХИМИЯ И ЖИЗНЬ ГОД ИЗДАНИЯ 3-И 1917—1967 Элемент №... Наука — искусству И химия — и жизнь! Страницы истории Наука о живом Фотолаборатория Рассказы о лекарствах Обзоры Клуб Юный химик Библиотека Учитесь переводить 2 8 18 24 25 26 32 33 37 39 41 45 47 48 52 56 58 60 64 66 70 79 80 83 84 87 90 93 94 96 В. А. Друин А. Варшавский Первый в мире «СК» Сто второй Пелика с ласточкой Наш комментарий Из писем в редакцию Завод без промстока (из записок ин- П. П. Трофименко женера) Технологи, внимание! Как была встречена «новая алхимия» Технологи, внимание! Водовидцы Цветная фотография Пять советов Л. Бадаш Т. Моисеева Л. Я. Крауш акация ми- Мимоза? Нет, Живая вода Что вы знаете и чего не знаете о неральных водах Наиболее распространенные питьевые минеральные воды СССР Вода из верхнего девона Грибы-диверсанты Новости отовсюду Что могут и чего не могут катализаторы Опыты без взрывов. Как продлить жизнь батарейки. Универсальная марганцовка. Ответы на вопросы прошлого номера. Хотите подготовиться к экзаменам получше? Викторина. Вопросы для самоподготовки Разные разности Почва — растение — животное — человек Комментирует заслуженный деятель науки РСФСР, профессор А. В. Петербургский Книга, которая вызвала споры, еще не выйдя в свет Как «лечат» книги Враги книги и как с ними бороться Наши консультации Немецкий — для химиков. Псевдопростые слова Патентуйте перед публикацией М. Мазуренко Г. А. Невраев И. Н. Разёнкова О. Милюков Н. Хенди Г. М. Жаброва М. Н. Никольская Б. Володин И. Ачильдиев Г. С. Рожкова Ю. В. Таранович
1917 • 1967 ПЕРВЫЙ В МИРЕ ссСК» В апреле 1926 г. пленум ЦК ВКП(б) принял постановление «О хозяйственном положении и хозяйственной политике». В нем говорилось: «Партия и государство должны принимать систематические меры к высвобождению нашей экономики от зависимости ее от капиталистических стран, особенно выпукло выразившейся в настоящем году, когда народное хозяйство подошло к концу восстановительного периода, использовав всю технику, доставшуюся от дореволюционных времен». СПУСТЯ ДВА ДНЯ после окончания работы пленума — 11 апреля 1926 года в газете «Экономическая жизнь» было напечатано объявление: «ВЫСШИЙ СОВЕТ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА СССР в целях поощрения работ в области получения искусственного каучука ОБЪЯВЛЯЕТ КОНКУРС НА НАИЛУЧШИЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИСКУССТВЕН. КАУЧУКА За наилучший способ, отвечающий условиям конкурса, будут присуждены ДВЕ ПРЕМИИ 1-ая в сумме... 100 000 (ста тысяч) рублей. 2-ая —»—... 50 000 (пятидесяти тысяч) рублей. СРОК представления подробного описания способа получения искусственного каучука и образчика получаемого каучука, весом НЕ менее 2-х килограммов НЕ ПОЗДНЕЕ 1 ЯНВАРЯ 1928 ГОДА. В этом сосуде — синтетический каучук. Пока опытный завод не был еще пущен, сотрудники С. В, Лебедева получали каучук в толстостенных бутылках из-под лимонада..^ Подробные условия конкурса можно получать в Научно-Техническом Отделе ВСНХ СССР в Москве, ул. 1-го мая (Мясницкая, д. 1 в комн. 7). ПРЕЗИДИУМ ВСНХ». Условия конкурса — и то, что вошло в текст опубликованного в газете объявления (представить образчик получаемого каучука, весом не менее двух килограммов!'), и те, что были напечатаны на пишущей машинке и вручались будущим участникам в комнате номер семь здания ВСНХ на Мясницкой,— заранее исключали необходимость разбирать несерьезные предложения, какие нередки во всяких открытых конкурсах — будь то на киносценарий или на конструкцию машины. Речь шла о принципиальном решении сложнейшей научной и технической проб^ лемы: «...По качеству искусственный каучук должен быть не хуже обычного среднего вулканизиро-* ванного каучука. Цена искусственного каучука не должна превышать средней цены на каучук за последние пять лет. Способ изготовления каучука должен допускать массовую техническую выработку такового» Вместе с подробным описанием способов получения искусственного каучука должна быть дана схема заводских установок с соответствующим расчетом, достаточным для определения приблизительной стоимости конечного продукта.» И на все — на разработку способа, полу^ чение образца и создание схемы заводских установок страна давала только ДВАДЦАТЬ ОДИН МЕСЯЦ. Высвобождение экономики молодого Советского Союза от иностранной зависимости было слишком неотложным делом. 1*
Лебедев в лаборатории. Этот портрет, хранящийся в мемориальном кабинете-музее ученого в созданном им институте, был написан его женой — народной художницей РСФСР А. П. Остроумовой-Лебедевой СЕРГЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ ЛЕБЕДЕВ, профессор химии, читал в Военно-медицинской академии курс лекций для будущих врачей и одновременно руководил исследовательской лабораторией в Ленинградском университете. Еще с тех пор, когда он учился у профессора Алексея Евграфовича Фаворского, Лебедев занялся фундаментальными вопросами теории органической химии. И быть может, измени Лебедев им ради других более практичных, «сегодняшних» работ, ему не пришлось бы до избрания профессором жить на скромном жалованьи и чувствовать, что достаток во многом зависит от того, купит кто-нибудь или не купит акварели, написанные его женой художницей А. П. Остроумовой-Лебедевой. В 1913 году в Петербургском университете С. В. Лебедев защитил магистерскую диссертацию «Исследование в области полимеризации двухэтиленовых углеводородов», изданную перед тем отдельной книгой. Сам автор оценивал свой труд довольно скромно: «Сфера явлений полимеризации настолько нова и обширна, что настоящее исследование является лишь фрагментом преимущественно экспериментальной стороны того образа, который получит со временем эта область. Большое теоретическое значение и непосредственное соприкосновение с техникой приготовления искусственных каучуков обещает ей быстрое развитие». Но учителя и коллеги Лебедева приняли его труд с удовлетворением и оценили его очень высоко. «...Побольше бы таких веских и оригинальных академических работ, и особенно в области процесса полимеризации, где Вы являетесь счастливым
пионером»,— писал ему Иван Иванович Остромысленский, автор книги «Каучук и его аналоги». СК — синтетический каучук, пригодный для промышленного производства,— не мог появиться «на пустом месте». После революции Лебедев продолжал теоретические исследования. А в 1925 году ему предложили организовать в университете лабораторию по химической переработке нефти и угля. Можно сказать — всей своей жизнью и работой ученого Сергей Васильевич Лебедев был подготовлен к конкурсу, объявленному Президиумом Высшего Совета Народного Хозяйства. И он, собрав группу из семерых энтузиастов, решает участвовать в конкурсе. Ни Лебедев, ни его помощники освобождения от своих служебных обязанностей, разумеется, не получали. «Все, начиная от самой черной работы — заготовки льда на Неве, закупки подсобных материалов и т. д.— до изготовления приборов и аппаратуры для лабораторных опытов, сотрудники делали сами, — писала позже Анна Петровна Остроумова-Лебедева. — Сергей Васильевич работал также не только в качестве прекрасного стеклодува, но и слесаря и электромонтера, если это нужно было для дела...» «РАБОТА ТРЕБОВАЛА СРЕДСТВ, аппаратов и соответствующих приборов, а никто нас не финансировал... Работали по вечерам и по выходным дням. Темпы нас не удовлетворяли. Я обратился за помощью в Василеостровский райком партии, где работал товарищ Струппе. Он направил меня к Кирову. Принял Сергей Миронович очень приветливо: — Слышал я о вас, — говорит. Я не стал посвящать его в подробности всех работ, хотя результаты были хорошие. Из осторожности сказал, что не знаю еще, что из этого выйдет. Если не жалко, то мы, мол, просим денег. Но предупреждаю, сумма нужна большая. — Очень большая? Я говорю: — Очень большая! Я даже боюсь назвать. — Ну произнесете, может быть? — улыбнулся он. — Нужно тринадцать тысяч рублей, чтобы обеспечить год работы. Он еще раз улыбнулся. — Да, сумма громадная. Я так смутился, что сказал: — Ну, в крайнем случае можно и сократить, если трудно получить такие деньги, — Я шучу, — говорит. — Это же мелочь для такого дела, если даже никакой гарантии в успехе нет. В настоящее время мы уже достаточно богаты для того, чтобы такую сумму дать, тем более, что во главе вашего дела стоит профессор, серьезный и теоретически подкованный исследователь, талантливые сотрудники!» (Из воспоминаний В. П. КРАУЗЕ, ученика и сотрудника С. В. Лебедева) Времени не хватало, как и во всяком сложном деле. Необходимые для представления на конкурс два килограмма дивини- лового каучука были получены перед самым Новым годом,— приближалось 1 января, последний день конкурса. «Работа шла полным ходом до последней минуты. Сергей Васильевич торопился окончить описание процесса... Каучук представлял собой большой кусок, формой напоминавший коврижку, цветом похожий на липовый мед. Он имел довольно резкий неприятный запах, — вспоминала жена Лебедева. — Наконец описание способа получения каучука окончено, каучук упакован в небольшой ящик, и в последнюю минуту, с риском опоздать на поезд, повезли его в Москву.» ЖЮРИ КОНКУРСА 9 февраля 1928 г. признало работу под девизом «Диолефин» заслуживающей премирования. После этого был вскрыт конверт с девизом, на котором было пять сургучных печатей с инициалами: «С. Л.» В конверте было письмо Лебедева, на* писанное 28 декабря 1927 года: «Научно-техническому Управлению ВСНХ. Работа синтеза дивинил-каучука из спирта выполнена силами двух лабораторий, находящихся в заведывании проф. Сергея Васильевича Лебедева: I) Лаборатории Общей Химии Военно- Медицинской Академии и 2) Лаборатории «Химической переработки нефти и каменного угля» Ленинградского Государственного Университета. Сотрудниками проф. С. В. ЛЕБЕДЕВА были: 1) Ив. Алексеевич ВИНОГРАДОВ-ВОЛЖСКИЙ, 2) Анна Васильевна ВОРОНОВА, 3) Федор Николаевич ВОРОНОВ, 4) Сигизмунд Георгиевич КИБИРКШТИС, 5) Валентин Петрович КРАУЗЕ, 6) Яков Михайлович С Л ОБО ДИН, 7) Анастасия Иосифовна ЯКУБЧИК...»
«ВЫПИСКА ИЗ ПРОТОКОЛА № 5 ЗАСЕДАНИЯ ЖЮРИ КОНКУРСА НА ИСКУССТВЕННЫЙ КАУЧУК Х>т 4 апреля 1928 года Постановили 4 (б): Доклад Комиссии по проверке на месте способа под девизом «Диолефин» одобрить и с выводами согласиться. Считать, что результаты, указанные в описании способа «Диолефин», подтвердились целиком и полностью, с некоторым даже превышением выходов бутадиена (и каучука из него) против указанных в описании...» ВСНХ признал заслуживающим дальнейшей разработки также метод получения СК из нефти, предложенный другим ленинградским химиком — профессором Б. В. Бызовым. * Осенью 1928 года С. В. Лебедев доложил в Главхимпроме план создания опытного завода СК. План был принят. А 31 декабря 1929 г. газета «Правда» опубликовала специальное постановление ЦК ВКП(б) «О каучуке», сыгравшее большую роль в создании в нашей стране промышленности синтетического каучука. В постановлении предлагалось в кратчайший срок освоить методы получения СК, предложенные Лебедевым и Бызовым, и наладить опытное полузаводское производство СК до 200 килограммов в сутки. Совет Труда и Обороны взял под особое наблюдение строительство опытного завода в Ленинграде, на Гутуевском острове. Когда первая тина из синтетического каучука прошла 16070 километров, ее разрезали. Часть резины была использована для лабораторных исследований. Два фрагмента тины стали экспонатами, один — Музея Революции, другой — музея Всесоюзного научно-исследовательского института синтетического каучука им. С. В. Лебедева Срок строительства был сжатым — всего десять месяцев. Начальником строительства, а затем директором опытного завода был назначен старый большевик, бывший матрос линкора «Марат» Григорий Васильевич Пеков. Вот отрывок из его воспоминаний, написанных позднее. «Получаю я из Смоленого извещение: в такой-* то день явиться к Сергею Мироновичу Кирову. Когда я вошел к нему в кабинет, товарищ Киров сказал мне, что он меня наметил руководителем строительства опытного завода для получения синтетического каучука. Указал мне, что это дело огромной важности для народного хозяйства, а главное — для обороны нашей страны, и что я должен ехать к Лебедеву и предварительно переговорить с ним... Сергей Миронович прибавил, что считает совершенно необходимым для успеха дела согласие изобретателя. Из Смольного я поехал в тот же день в лабораторию университета к Сергею Васильевичу... Его слова, его глубокая убежденность, его ум и дарование произвели на теня сильное впечатление, и его энтузиазм передался мне. Еще большее впечатление произвел он на меня, когда я в первый раз приехал к нему на дом. По дороге думал: ну вот, еду я к профессору, знаменитому изобретателю. Важная квартира, роскошная меблировка... Вхожу смущенный... Все кругом было так скромно, так просто, как у всех людей... Чувствовалось, что Сергей Васильевич не тратит себя на мелочи жизни, на ее пустяки и что он прост, правдив и тверд как скала.»
А пока завода не было и заказы на по- лимеризационные установки еще только «размещали» в Киеве, работники лебедев- ской лаборатории синтезировали свой каучук в толстостенных бутылках из-под лимонада и шампанского. Разбивали их, чтобы извлечь полимер. Изготовляли первые пробные изделия из СК — шланги, втулки, прорезиненную ткань для плащей, автомобильные покрышки. Это тоже была своеобразная эпопея. «13 января 1931 года на заводе «Красный треугольник» сотрудниками С. В. Лебедева была изготовлена первая шина из натрийдивинилово- го каучука. Ее появления весь коллектив завода ждал с большим нетерпением. В двенадцать часов ночи С. А. Субботин позвонил по телефону Сергею Васильевичу и сообщил, что первая шина сварена удачно. Морозной январской ночью по улицам Ленинграда двигалась необычная процессия. С. А. Субботин и его помощники несли шину на Опытный завод, предварительно заручившись справкой от администрации завода «Красный треугольник», что транспортируемая ими шина не украдена с завода (это было сделано для страховки от возможного задержания милицией)... 19 января 1931 года эта первая шина была надета на легковую машину, Архивные материалы предоставлены Ленинградским отделением архива Академии наук СССР и Всесоюзным научно-исследовательским институтом синтетического каучука имени С. В. Лебедева А. П. Остроумова-Лебедева создала своеобразную живописную летопись истории СК. Так выглядел в первые годы один из цехов опытного завода литер «Б» на которой ездил сам С. В. Лебедев. Она испы- тывалась в работе с января по ноябрь 1931 года. Пробег ее по выходе из эксплуатации составил 16 070 километров. В дальнейшем зта историческая первая шина из советского каучука была подвергнута всесторонним испытаниям, а части ее в настоящее время хранятся в Музее Революции и в музее Всесоюзного научно-исследовательского института синтетического каучука имени академика С. В. Лебедева». Из книги К. Б. ПИОТРОВСКОГО «Сергей Лебедев» ПЕРВЫЙ КАУЧУК опытный завод дал 15 февраля 1931 года. Газеты об этом событии сообщили скупо: «Ленинградский опытный завод Резинообъ- единения выпустил первую партию советского каучука в 265 килограммов, изготовленного в заводском масштабе. Каучук изготовлен из спирта. Способ производства разработан проф. Лебедевым.» 7 июля 1932 года первая партия лебе- девского каучука была выпущена на Ярославском заводе «СК-1». 19 октября 1932 года дал каучук пущенный в эксплуатацию Воронежский завод СК. Еще через год — Ефремовский. За ним — Казанский. Так в середине 30-х годов в Советском Союзе была создана промышленность синтетического каучука.
8
ЭЛЕМЕНТ №... Кандидат физико-математических наук В. А. ДРУИН, Объединенный институт ядерных исследований Рисунок Ю. КУПЕРМАНА СТО ВТОРОЙ 9 ПРЕДЫСТОРИЯ В 1955 году была заполнена 101-я клетка таблицы Менделеева. Ее занял новый искусственный трансурановый элемент, впервые полученный группой американских физиков во главе с Гленом Сиборгом. Знаменательно, что первооткрыватели присвоили первому элементу второй сотни имя Менделеева. Менделевий стал девятым трансурановым элементом, полученным американскими физиками. Однако после синтеза 101-го элемента было уже ясно, что монополии американцев на синтез новых сверхтяжелых элементов приходит конец. В середине пятидесятых годов уже несколько стран располагали нужным для этого оборудованием (прежде всего — достаточно мощными ускорителями тяжелых ионов). Следующим этапом, естественно, должен был стать синтез 102-го элемента. В 1956 году к этой работе почти одновременно приступили исследователи из Нобелевского института физики в Стокгольме (в группе работали английские, шведские и американские ученые) и Института атомной энергии в Москве. Вслед за ними в работу по синтезу 102-го элемента включились ученые Радиационной лаборатории Калифорнийского университета (Беркли). Не прошло и года, как в научных журналах появились статьи, из которых следовало, что элемент № 102 синтезирован. Эти сообщения подхватили газеты, о новом элементе узнал весь мир. Но ясности, необходимой для окончательного утверждения нового элемента в Периодической системе, не было еще долгие годы. Объясняется это не только трудностями, возрастающими с каждым новым шагом в трансурановую область, но и в какой-то мере поспешностью, с которой ставились опыты и «забивались заявочные столбы» — печатались научные статьи. В итоге, для окончательного ответа на вопрос: «Что же такое элемент № 102?» понадобилось десять лет. Десять лет работы исследователей разных лабораторий и разных стран. Исторически все работы по получению и исследованию 102-го элемента можно разделить на два периода: к первому относятся работы 1956 —1959 гг., выполненные в лабораториях Стокгольма, Москвы и Беркли, ко второму — работы, проведенные в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне A963— 1966 гг.). Общее, что объединяет все эти работы — метод синтеза. Получить изотопы 102-го элемента можно было только в ядерных реакциях с участием тяжелых ТЯЖЕЛЫЕ ИОНЫ Так физики называют ионы элементов, более тяжелых, чем гелий (бора, углерода, кислорода и т. д.). Положительно заряженные, они могут быть ускорены до больших энергий с помощью ускорителей различных конструкций (циклотронов, линейных ускорителей, электростатических генераторов и др.)- Потоками тяжелых ионов бомбардируют мишени при получении новых элементов и новых изотопов. МИШЕНЬ Это тонкий слой облучаемого вещества, нанесенный на металлическую (чаще всего алюминиевую) фольгу. Толщину мишени обычно измеряют количеством вещества, приходящимся на один квад- 2 Химия и Жизнь, № 3
ионов * — при бомбардировке такими ионами мишеней из урана и некоторых трансурановых элементов. РАЗНЫМИ ПУТЯМИ Вообще говоря, существуют несколько способов получения новых элементов. В одном из них используется облучение урана или плутония мощными нейтронными потоками в стационарных (ядерные реакторы) или импульсных (взрыв ядерного устройства) условиях. При этом образуются переобогащенные нейтронами изотопы, подверженные бета-распаду. В результате серии таких распадов они превращаются в элементы с большими порядковыми номерами. Другой метод основан на облучении ближайших тяжелых трансурановых мишеней заряженными частицами. При обстреле ядра протонами его заряд (а следовательно, и номер элемента) может увеличиться на единицу, при бомбардировке ускоренными альфа-частицами — на две. В частности, этим методом был впервые получен менделевий: Esgg +He2—>Md5fo1+n0- И, наконец, третий метод заключается в использовании не очень тяжелых мишеней (уран, плутоний, кюрий и др.) и тяжелых бомбардирующих частиц (ионы азота, углерода, неона и других элементов вплоть до аргона — сейчас и до урана — в будущем). Реакции с участием тяжелых ионов позволяют увеличить заряд ядра сразу на несколько единиц. Для синтеза 102-го элемента первый и второй способы непригодны: нейтронный — из-за недостаточной плотности нейтронных потоков, а метод обстрела легкими заряженными частицами — потому, что нельзя сделать мишени из фермия или менделевия (их изотопы слишком * Здесь и ниже выделены термины, которыми свободно оперируют физики. Однако для многих читателей эти термины могут оказаться не совсем понятными. Краткие пояснения даются на полях статьи. — Ред. быстро распадаются и получены в очень малых количествах). Метод тяжелых ионов — единственный реальный подступ к элементу № 102. Изотопы этого элемента могут образоваться в нескольких реакциях, в том числе, таких: U|f + Ne?0 ~* 10225С " 4n J - Pu^-;O^^102253+4nJ, Am92f + N*5->102254+4nJ, Cm2466 + С*2 -> 102254 + 4nl и т. д. Проведение подобных реакций, улавливание и регистрация их продуктов связаны с огромными экспериментальными трудностями. Силы электростатического отталкивания между ядрами частицы и мишени (одинаковый, положительный заряд ядер) заставляют увеличивать энергию бомбардирующих частиц до десятков мегаэлектронвольт — иначе ядра не смогут слиться. Образованные ядра оказываются очень сильно «нагретыми» (энергия их возбуждения достигает нескольких десятков мегаэлектронвольт) и стремятся «остыть», выбрасывая различные частицы. Но новый элемент будет образован лишь в том случае, если ядро выбрасывает только нейтроны. Если оно выбросит хоть один протон, то новый элемент не удастся зарегистрировать никакими способами: его попросту не будет, ведь номер элемента определяется числом протонов в ядре. Этим объясняются исключительные требования, предъявляемые и к мишени, и к пучкам тяжелых ионов. Все это, конечно, крайне усложняет эксперименты, однако иного пути синтеза 102-го элемента у физиков не было. ДВА ПОДХОДА К АТОМУ Трудно получить атомы новых трансура- нов, но когда имеешь дело с элементами ратный сантиметр поверхности слоя. В опытах с тяжелыми ионами используют мишени толщиной 1 мг/см2. Это соответствует, например, в случае урановой мишени, 2,5.1018 (двум с половиной миллиардам миллиардов) атомов урана на один квадратный сантиметр слоя. ПЛОТНОСТЬ НЕЙТРОННЫХ ПОТОКОВ Это число нейтронов, пересекающих площадку в один квадратный сантиметр за одну секунду. В реакторах эта величина достигает 10'5 (миллиона миллиардов) и более. МЕТОД ЯДЕРНЫХ ФОТОЭМУЛЬСИЙ Известно, что процесс фотографирования основан на воздейст-
второй сотни, не легче бывает доказать, что тебе действительно удалось получить их изотопы и — какие именно. Ожидалось, что время жизни изотопов 102-го элемента будет очень малым: в лучшем случае — минуты, чаще — секунды и доли секунд. Поэтому исследователям не приходилось рассчитывать на традиционный метод химической идентификации этого элемента. Идентифицировать — это значит, исследуя поведение атомов, доказать, что их свойства отличны от свойств атомов других, соседних элементов. Нужны были новые методы доказательства «кто есть кто», методы очень быстрые (экспрессные, как говорят исследователи), чувствительные и точные. По- видимому, — физические. Если вспомнить, что элемент — это совокупность атомов, состоящих из ядра и электронных оболочек, то легко понять разницу в химическом и физическом подходах к изучению элемента. Химики изучают электронные оболочки атома, его способность отдавать или присоединять электроны при взаимодействии с другими атомами. Они устанавливают порядковый номер элемента и его место в периодической системе по особенностям строения внешней части атома. Физики определяют то же самое, но исследуют при этом сами ядра и идентифицируют элемент по его ядерным свойствам. Химические свойства актинидов (элементов № 90 — 103) настолько близки, что различить их можно только с помощью очень тонких аналитических методов, требующих большего времени, чем периоды полураспада элементов второй сотни. Химические методы идентификации были приемлемы при синтезе элементов, жизнь которых измерялась десятками минут и более (а также 104-го элемента, который по химическим свойствам значительно отличается от соседних). Но для 102-го и 103-го элементов надежные методы химической идентификации пока не созданы. Физический метод позволяет устано- в- 4- юЧ / / 1 100 105 ПО 115 120 125 Энергия ионов Ne22 ыегаэлен тронвопьты Кривая выхода для изотопа 102-го элемента с массовым числом 256. Кривая показывает, что наибольшее число ядер этого изотопа образуется при бомбардировке урановых мишеней ионами нео- на-22 с энергией 112 Мэв вить порядковый номер и массовое число синтезированного изотопа и изучить его радиоактивные свойства. Он основан на быстром улавливании ядер-продуктов реакции, выносе их из зоны облучения и переносе к детекторам излучения для регистрации радиоактивного распада. Этот метод неразрывно связан с анализом закономерностей ядерных реакций. Например, при определенных значениях энергии возбуждения из образовавшегося^ ядра могут «испариться» несколько нейтронов. Каждый нейтрон уносит часть энергии возбуждения — примерно 10—12 мегаэлектронвольт. Для «охлаждения» и относительной стабилизации ядра необходим вылет четырех-пяти нейтронов. вии света на бромистое серебро, содержащееся в эмульсионном слое бумаги или пленки. Под действием света бромистое серебро разлагается, и мы видим (после химической обработки фотоэмульсии) на негативе сильно затемненные участки — те, на которые попало больше света, и более светлые — там, куда попало меньше света. Аналогичная картина наблюдается и в том случае, если вместо световых квантов на эмульсию воздействуют заряженные частицы. После проявления на такой пленке (под микроскопом, естественно) видны «следы», оставленные частицами. По длине и толщине следа можно судить об энергии, заряде и массовом числе частицы.
Кривая зависимости выхода ядер нового изотопа (или нового элемента) от энергии налетающих ионов имеет вид колоколооб- разной кривой: ее вершина соответствует энергии наибольшего выхода ядер, а ширина «колокола» на половине высоты составляет 10 — 12 мегаэлектронвольт. Это называется кривой выхода; изучение ее формы дает достаточно оснований для распознавания изотопа. Для проверки применяют так называемые перекрестные облучения, цель которых показать, что исследуемый изотоп появляется только в одной определенной комбинации мишень — частица, при определенной энергии бомбардирующих ионов. Если же условия опыта меняются (замена мишени или частицы, изменение энергии ионов), то этот изотоп не должен регистрироваться. Но тут важно еще одно обстоятельство: нужно знать, какому виду радиоактивного распада подвержены новые ядра. Физик должен предвидеть, какие продукты образуются при радиоактивном распаде новых ядер и иметь мужество вносить необходимые поправки в расчеты и в эксперимент, если «улов» окажется не тем, что ожидалось. Изотопы 102-го элемента, которые могут образоваться в реакциях с тяжелыми ионами, подвержены трем видам радиоактивного распада. Это альфа-распад, спонтанное деление и захват орбитальных электронов. Первый вид — наиболее вероятен. При альфа-распаде ядро любого изотопа элемента № 102 превращается в ядро одного из изотопов фермия (элемент № 100) и ядро гелия (альфа-частицу). Энергия альфа-частиц при этом будет строго определенной. Следовательно, зарегистрировать искомое ядро можно двумя способами: либо измерением энергии образовавшихся альфа-частиц (Еа) и периода полураспада (Tv2), либо наблюдением дочерних продуктов распада — ядер атомов фермия. Однако в первом случае существенной помехой определения будет фон, обусловленный альфа-распадом коротко- живущих изотопов других элементов. При этом образуются альфа-частицы, энергия которых близка к энергии альфа-частиц, возникших при распаде ядер 102-го элемента. В частности, «густой» фон появляется, если в материале мишени или других деталей установки, подвергающихся облучению, есть примеси свинца, висмута, ртути. Вероятность фоновых реакций значительно больше (иногда в миллионы раз) вероятности реакции, приводящей к образованию 102-го элемента. Поэтому тщательная очистка вещества мишени от микропримесей свинца и близлежащих элементов и сверхчистые материалы для изготовления установки — обязательное условие чистого опыта по синтезу 102-го элемента. Помехи и трудности неизбежны и при определении дочерних продуктов альфа- распада ядер 102-го элемента. К сожалению, многие из перечисленных трудностей и серьезнейшие требования к условиям эксперимента стали очевидными уже после того, как появились первые сообщения об открытии 102-го элемента. ПЕРВЫЙ ЭТАП Первая статья «Получение нового элемента 102» была направлена в редакцию «Physical Review» в июле 1957 года и опубликована в сентябрьском номере этого журнала. Объединенная американо-англошведская группа сообщала об опытах по облучению мишени из смеси изотопов кюрия (Cm244 — 95%, Cm245 — 1% и Cm246 — 4 %) ионами углерода-12 и углерода-13, ускоренными на циклотроне Нобелевского института физики. Ядра — продукты реакции вылетали из мишени, получив энергию налетающего иона. Их улавливали на специальную фольгу-сборник, которую потом сжигали на платине. Радиоактивный остаток смывали с платины и подвергали химическому анализу методом ионного обмена. После двенадцати получасовых облучений во фракции, соответ- ПЕРЕОБОГАЩЕННЫЕ НЕЙТРОНАМИ И НЕЙТРОННО-ДЕФИЦИТНЫЕ ИЗОТОПЫ Протоны и нейтроны удерживаются в ядре внутриядерными силами. Для стабильных ядер отношение числа нейтронов к числу протонов в ядре плавно меняется от 1 (для легких ядер число протонов равно числу нейтронов) до 1,5 (для очень тяжелых ядер типа урана). Отклонения от такого соотношения приводят к нестабильности ядер, к радиоактивному распаду. Чем сильнее это отношение отличается от 1,5 в области трансурановых элементов, тем более нестабильно ядро. Ядра с большим недостатком нейтронов называются нейтронно- дефицит-*
ствующей элементу № 102, было зарегистрировано около 20 альфа-частиц с энергией 8,5 ±0,1 Мэв. Период их полураспада составлял примерно 10 минут. Многое в этой статье вызывало недоумение, и прежде всего то, что авторы не смогли точно указать массовое число изотопа (оно определяется суммой протонов и нейтронов в ядре). Объяснялось это двумя причинами. Во-первых, не удалось выяснить зависимость выхода продукта от энергии ионов — из-за неопределенности этой характеристики потока. Вторая причина — довольно сложный изотопный состав материала мишени. Сомнение в правильности выводов вызывал и тот факт, что эффект, приписанный элементу № 102, наблюдался лишь на трех из шести использованных мишеней, да и эти три мишени не давали эффекта после трех недель работы. Почему—непонятно. В чистом опыте так быть не должно. Настораживала и большая величина сечения реакции (большой выход нового излучателя), поскольку пучки ионов были маломощными @,03—0,1 мка). Но особенно сомнительным было большое время жизни изотопа — период полураспада около 10 минут. Тем не менее, авторы работы заявили об открытии элемента № 102 и предложили назвать его нобелием (символ No) в честь Альфреда Нобеля. Не прошло и года, как американские ученые из Беркли опубликовали статью «Попытки подтвердить существование десятиминутного изотопа элемента 102», в которой сообщили о безуспешных поисках долгоживущей активности с указанными в Стокгольме свойствами. Эта работа была выполнена очень тщательно и более точно, чем в Швеции. Использовались кюриевые мишени того же изотопного состава, те же самые ионы С12 и С13, однако интенсивность пучка была больше, а энергетический спектр пучка был монохроматическим (то есть, пучок состоял из строго одинаковых ионов). Выход всех изотопов более легких элементов в этом эксперименте оказался гораздо больше, чем в стокгольмском, но активность, приписанная элементу № 102, не наблюдалась... Примерно в то же время, что и в Швеции, в Москве также были проведены опыты по синтезу короткоживущих изотопов 102-го элемента. Для получения нового элемента изотопы плутония Ри 241 и Ри239 облучали ионами кислорода-16 с энергией около 100 Мэв. Изучался альфа-распад продуктов ядерных реакций методом ядерных фотоэмульсий. В спектре альфа-частиц, наряду с группами, обусловленными распадом известных элементов, была отмечена группа с энергией 8,9 ±0,4 Мэв. Было показано, что период полураспада этого изотопа меньше 40 сек, но больше 2 сек. На основании теоретических оценок предполагалось, что наиболее вероятна реакция с «испарением» 4 ней-: тронов; Ри 241 94 Oi6->102253-f in J. Через несколько месяцев в Беркли были поставлены опыты по синтезу еще одного изотопа—102254. Американские физики бомбардировали мишени из кю- рия-246 ионами углерода-12. Они установили, что период полураспада изотопа 102254 близок к 3 сек, а энергия альфа-частиц равна 8,3 Мэв. В опубликованной ими статье указывалось также, что ядра изотопа 102254 испытывают спонтанное деление примерно в 30 случаях из ста. Для идентификации 102254 авторы разработали оригинальный метод, в котором доказывалось, что дочерние ядра фер- мия-250 с хорошо известными свойствами могут появляться на вторичном сборнике ядер отдачи только в результате альфа-распада изотопа 102254. А фер- мий-250 регистрировали химическими методами. О синтезе еще одного изотопа —102255 та же группа сообщила в 1961 году. Главные характеристики этого изотопа: период ными. При распаде нейтрон- но-дефицитных ядер обычно испускаются Р+ -частицы — позитроны, а в трансурановой области — а-частицы. Переобогащенные нейтронами ядра (с избытком этих частиц) тоже нестабильны. Такие ядра при распаде испускают обычные электроны. ВЕЛИЧИНА СЕЧЕНИЯ РЕАКЦИИ Поперечное сечение образования какого-либо продукта ядерной реакции или, что то же самое, величина сечения реакции — это характеристика вероятности точ го или иного ядерного про-« цесса. Если представить ядро в виде твердого шарика, то его радиус
полураспада—15 сек, энергия альфа-частиц—8,2 Мэв. На этом по существу и закончился первый этап истории 102-го элемента. Началом второго этапа стал пуск большого циклотрона многозарядных ионов в Дубне. Это произошло в начале 1961 года. Тогда же была намечена программа получения на этом ускорителе многих неизвестных изотопов трансурановых элементов, начиная от 99-го и далее. Но прежде, чем приступить к новым синтезам, сотрудники Объединенного института ядерных исследований провели большую серию опытов по изучению закономерностей образования трансурановых элементов в ядерных реакциях, создали экспрессные методы физической идентификации короткоживущих новых изотопов, разработали детекторы альфа-излучения с очень хорошими характеристиками. Эти работы заняли почти три года. ВТОРОЙ ЭТАП В 1963 году сотрудникам Лаборатории ядерных реакций удалось синтезировать наиболее тяжелый из известных изотопов 102-го элемента — 102256. Его получили в результате бомбардировки мишени из урана-238 ионами неона-22 с энергией 112 Мэв. Были изучены два вида радиоактивного распада этого изотопа — альфа-распад и спонтанное деление. Оказалось, что время жизни изотопа 102256 составляет 8 сек, доля спонтанного деления — всего 0,65%. Результаты этих экспериментов сильно расходились с теоретическими оценками, основанными на данных американских ученых о свойствах изотопа 102254 (синтез 1958 года в Беркли). В связи с этим было решено экспериментально проверить свойства изотопов 102254 и 102256 двумя методами. В одном из них свойства изотопов определяли по характеристикам альфа-частиц, в другом — по дочерним ядрам. Результаты экспериментов с изотопом 102256 оказались такими же, как раньше. Но в другой серии опытов экспериментаторы с удивлением обнаружили, что изотоп 102254 обладает свойствами, сильно отличающимися от указанных калифорнийской группой. Выяснилось, что этот изотоп живет не 3 сек, а 75 сек; энергия альфа-частиц, образующихся при распаде его ядер, составляет не 8,3 Мэв, а 8,11 Мэв; и наконец, спонтанное деление он испытывает не в 30% случаев, а меньше чем 0,06%... А ведь эти результаты казались самыми достоверными, самыми бесспорными. Стало ясно, что необходимо повторить опыты по синтезу и изучению свойств других изотопов элемента № 102. Эти опыты и были поставлены в Дубне в 1965—1966 годах. Здесь необходимо упомянуть о том, что за годы, прошедшие после первых работ по синтезу элемента № 102, ядерная физика ушла далеко вперед. В частности, стали намного лучше изучены закономерности ядерных реакций с участием тяжелых ионов. Да и техника эксперимента совершенствовалась все эти годы. Поэтому тем, кто начинал исследования в шестидесятых годах, многое было и понятнее, и доступнее, чем участникам работ 1956—1958 гг. Сравнить данные, полученные в Дубне, с результатами первых синтезов вы можете, ознакомившись с приведенной ниже таблицей. (Желая подчеркнуть какое-то важное различие, иногда говорят, будто бы по примеру одесситов: «Две большие разницы». В нашей таблице «больших разниц» уже не две, а четыре.) Сравнение данных показывает, что практически во всех ранних работах по синтезу и исследованию нового элемента допущены большие или меньшие ошибки. Группа, работавшая в Нобелевском институте, считала, что скорее всего, ею был получен изотоп 102253 (период полураспада Tv2 равен примерно десяти минутам и энергия альфа-частиц Еа — около 8,5 Мэв). Оказалось, что Т\ этого изото- порядка 2 будет иметь величину 10~12 см, а сечение— 1СГ24 см* Физики условились измерять сечение атомных ядер в барнах. Если ускоренный ион-снаряд попадет в такую фантастически малую площадку — ядро мишени, то произойдет ядерное взаимодействие. Вероятность слияния двух ядер пропорциональна их геометрическим размерам и энергии ядра-снаряда. Физики говорят, что сечение образования такого ядра (в результате слияния) равно 1СГ24 см2 или одному барну. Однако образовавшееся составное ядро сильно возбуждено, и это приводит к тому, что большая часть ядер делится на два осколка примерно равной массы. Лишь небольшая доля ядер «выжи-
па составляет всего 95 сек, а Еа — 8,01 Мэв *. Московский синтез 1958 года. Изотоп 102253. Ту2 =2-т-40 сек, Еа = 8,9 Мэв. Эти цифры также отличаются от результатов проверочных экспериментов. Правда, когда в 1966 году в Дубне был получен более легкий изотоп—102252, оказалось, что его характеристики (Tv2 = 4,5 сек, Еа = = 8,4 Мэв) близки к указанным в московской работе. Вполне вероятно, что в 1958 году в Институте атомной энергии были действительно получены первые атомы элемента № 102, но уровень техники того времени не позволил точно определить массовое число и энергию альфа- распада изотопа. Завышенная величина Е а объяснима. Она — результат неправильной оценки усадки фотоэмульсий, регистрировавших альфа-частицы. В условиях интенсивного облучения и глубокого вакуума свойства эмульсии изменялись, и это не могло не сказаться на результатах. Но в то время экспериментаторы не могли точно измерить это изменение, и действительные значения энергии оказывались завышенными. Это подтвердилось, в частности, при проверке новыми методами величины Е« одного из изотопов фермия. Fm249 был впервые получен в 1958 году, позже выяснилось, что его Еа завышена примерно на 0,4 Мэв. Введем эту поправку (—0,4 Мэв) в характеристику московского изотопа, сопоставим его период полураспада с периодом полураспада изотопа 102252 (см. таблицу). Получается весьма сходная картина. Но это не уменьшает неопределенности результатов московского синтеза... О разнице в характеристиках калифор- * В последнее время некоторые участники стокгольмской работы стали утверждать, что десятиминутный изотоп имеет массовое число 251, а не 253. Изотоп 102251 пока не получен. Но каково бы ни было массовое число изотопа с периодом полураспада 10 минут, ни советским, ни американским исследователям не удалось воспроизвести эти результаты. рассказыва- нийского изотопа —102254 лось выше. В 1961 году в Беркли был получен изотоп 102255. И этот эксперимент был воспроизведен в Дубне. И здесь выяснилась разница в характеристиках. По американским данным период полураспада ядер 102255 составил примерно 15 сек, а Еа= = 8,2 Мэв. В Дубне были получены совсем другие цифры: Ъ/2 = 3 мин., Еа= = 8,08 Мэв. Пятый изотоп—102256 был впервые получен в Дубне. Естественно, может возникнуть вопрос: «Насколько точны новые данные?». Отвечаю: советские ученые не абсолютизируют свои результаты, не выдают их за истину в последней инстанции. Но достоверность этих результатов, бесспорно, намного больше, чем результатов первых работ. Большой дубненский циклотрон дает значительно более мощные и монохроматические (состоящие из одинаковых ионов) пучки, чем ускорители, которыми располагали участники ранних работ. К началу наших синтезов в реакторах были накоплены достаточные количества изотопов плутония и америция, необходимых для изготовления высококачественных мишеней. Прецезионные детекторы альфа-излучения и экспрессные методы физической идентификации изотопов, которыми мы располагали, были разработаны уже после окончания ранних работ. Все это позволило делать выводы на основании наблюдения уже не десятков, а сотен и тысяч атомов. Наконец, участники дубненской работы лучше знали закономерности образования новых ядер в реакциях с тяжелыми ионами, чем ученые, ставившие свои опыты в конце пятидесятых годов. Для ядерной физики пять-семь лет — срок немалый. О результатах работ по синтезу и исследованию в Дубне пяти изотопов элемента № 102 сообщил на Международной конференции по физике тяжелых ионов член-корреспондент Академии наук СССР вает» — избыток энергии уносится нейтронами. Если говорят, что сечение образования какого-либо изотопа путем «испарения» из составного ядра пяти нейтронов равно 10~30 см2, то это означает, что из миллиона составных ядер только одно сохранилось, «испарив» нейтроны. ИНТЕНСИВНОСТЬ ПУЧКА ионов Измеряется числом частиц (ионов), прошедших через мишень за одну секунду. Иногда употребляется термин «ток ионов». Как известно, электрический ток измеряется в амперах, миллиамперах, микроамперах. В ядерной физике приняты те же единицы измерения. Например, ток ионов углерода
1963 - 1966 Е^=8,5 МЭВ T =10 МИН 251B53) ^= 8,9*0.4 МЭВ Т = 2-^40 СЕК 253B52) 1957 • | ШВЕЦИЯ 1958 СССР Г Е^в.41 МЭВ Т =4,5 СЕК Г ijj= 8,01 МЗВ Т =95 СЕК 252 253 Е^=8,3 МЭВ Т = 3 СЕК 254 1958 1 США Е^=8,2 МЭВ Т * =15 СЕК 255 1961 1 США I ^=8,11 МЭВ Т = 75 СЕК _Г E^f 8,08 МЭВ Т =3 МИН И 254 255 Я г I Ijt 8,4 МЭВ | Т =8 СЕК 256 И величиной 1 мка (микроампер) означает, что в секунду через мишень проходят 1012 частиц. На циклотроне ОИЯИ ток ионов углерода достигает 100 мка, то есть 10м частиц в секунду. СПОНТАННОЕ ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР Один из видов радиоактивного распада — самопроизвольное деление ядре на два осколка примерно равной массы. Открыто советскими учеными Г. Н. Флеровым и К. А. Петржаком. Характерно для тяжелых элементов в конце периодической системы. К другим видам распада относятся: альфа-распад, т. е. самопроизвольный выброс из ядра альфа-частицы (ядра гелия), бета- распад — испускание ядром электрона, позитронный распад, электронный захват — захват ядром электрона из оболочки атома. ПЕРВИЧНЫЕ И ВТОРИЧНЫЕ СБОРНИКИ Первичный сборник — это подвижное устройство, на которое улавливаются ядра — продукты реакций и затем выносятся из зоны облучения. Вторичный сборник располагается вне зоны облучения. На нем собираются лишь дочерние (образовавшиеся при распаде) изотопы, слетающие с первичного сборника благодаря отдаче. ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ Единица энергии, принятая в ядерной физике. Один электронвольт (эв) — это энергия, которую приобретает электрон при прохождении ускоряющей разности потенциалов в 1 вольт. Мегаэлектронвольт (Мэв) = 106 эв. 1 эв = = 1,6*10-12 эрга. Казалось бы, Мэв, а тем более эв, — очень небольшие величины. Но не надо забывать, что, например, при каждом акте деления ядра атома урана высвобождаются около 200 Мэв энергии. В одном грамме урана 2,6 • 1021 атомов; при их распаде выделяются 8,3 • 1017 эрга энергии. Это уже 23 тысячи киловатт-часов или около 20 миллионов ккал... Энергия, которую дают при сжигании три тонны каменного угля.
Г. Н. Флеров. Он зачитал коллективный доклад сотрудников возглавляемой им. Лаборатории ядерных реакций. Это произошло в октябре прошлого года. А уже в декабре из Америки пришли первые сообщения о точном воспроизведении этих результатов. На стр. 16 приведены важнейшие ядерно-физические свойства всех известных ныне изотопов 102-го элемента. В левой графе указаны не только величины характеристик, но и страны, получившие эти результаты. Справа — данные Объединенного института ядерных исследований, полученные в последние годы. Из сопоставления данных ясно, что во всех ранних работах по 102-му элементу были допущены неточности и ошибки. Все это, вместе взятое, плюс опровержение американскими физиками данных стокгольмских опытов дает основание считать элемент № 102 открытием ученых социалистических стран, работающих в Объединенном институте ядерных исследований. Им и принадлежит право дать имя этому элементу. Как будет назван элемент № 102? Этот вопрос пока не решен окончательно. По установившейся традиции новые искусственные элементы принято называть в честь выдающихся ученых, внесших огромный вклад в развитие науки. Именами А. Эйнштейна, Э. Ферми, Д. И. Менделеева названы элементы № 99—101. Сто третий и сто четвертый элементы названы именами Э. Лоуренса и И. В. Курчатова. Человечеству известны и другие имена, с которыми связаны величайшие открытия в области ядерной физики. Это, прежде всего, Фредерик Жолио-Кюри, Нильс Бор, Эрнест Резерфорд. Элемент № 102 должен быть переименован — таково общее мнение участников работ по синтезу и исследованию этого элемента, проведенных в последние годы. Многие из них считают, что его нужно назвать в честь Фредерика Жолио-Кюри, выдающегося ученого, открывшего искусственную радиоактивность, и борца за мир. Когда журнал уже находился в производстве, из Дубны пришло дополнительное сообщение: с помощью метода газовой химии, впервые примененного при исследовании свойств элемента № 104, (подробнее об этом см. «Химия и жизнь», 1966, № 8), подтверждено, что элемент № 102 — типичный актиноид. — Ред. НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НЕ МЫТЬЕМ, ТАК КАТАНЬЕМ Резко тормозит автомобиль — и черные следы шин остаются на асфальте. Один за другим опускаются на посадочную полосу тяжелые реактивные самолеты, и с каждой посадкой резиновый след становится все толще. Беда здесь не только в том, что изнашиваются шины, с этим приходится мириться. Но в сырую погоду влажный резиновый слой действует как смазка, и летчику трудно затормозить самолет. Резиновые следы пытались смывать с асфальта. Но эта затея оказалась слишком дорогой. Фирма «Линн энджиниринг компании пошла по другому пути. Работники фирмы предложили покрывать время от времени посадочную полосу материалом с высоким коэффициентом трения в мокром состоянии. Сначала асфальт опрыскивают из обычной автоцистерны раствором клеящего вещества, а на него уже наносят покрытие. Через двое суток после такой обработки дорожка может принимать самолеты. ЗЕЛЕНЫЕ ПРОБКИ Некоторые водные растения засоряют русла оросительных каналов. Зеленые пробки резко уменьшают их пропускную способность. Для очистки каналов применяют специальные плавучие косилки и стальные тросы, которые тракторы протаскивают по дну водоема. В южных районах СССР в каналах пробуют разводить прожорливых растительноядных рыб. И все же камыш, тростник, осока и другие водные растения буквально закупоривают оросительную систему. В ГДР был испытан препарат «Омнидель специаль» на основе дихлорпропионовой кислоты. Пять граммов этого вещества полностью уничтожают заросли в кубическом метре водоема. Немецкими химиками предложен еще один препарат для очистки каналов — на основе трихлорацетата. Поиски гербицидов, приспособленных к борьбе с растительностью водоемов, но безопасных для людей и культурных растений, ведутся и в других странах.^ РАСТУТ ЕВРОПЕЙЦЫ Французский журнал «Science efl vie» утверждает, что за 80 лет (с 1880 по 1960 год) средний рост испанцев увеличился на 2,4 см, французов — на 4,6 см, норвежцев — на 8,1 см, а голландцев — на 10,8 см. Эти данные получены якобы из анализа документов, в которых содержатся сведения о росте призывников в соответствующие годы. 3 Химия и Жизнь, № J
НАУКА — ИСКУССТВУ ЛВАРШАК™ ПЕЛИКА С ЛАСТОЧКОЙ исторических наук Героический период истории Афин! Героический период истории искусств Греции! — так называют это время в монографиях и учебниках по истории и искусствоведению. Борьба греков против могущественнейшей Персидской империи, угрожавшей, и не на шутку, самому существованию эллинов. Восстание Милета, Марафонский поход, вторжение сильнейшей персидской армии в северную и среднюю Грецию и... персы разгромлены, а Спарта, вечный соперник Афин, оттеснена на задний план. Окруженные ореолом победы Афины — самый богатый, самый значительный греческий город этого времени, заняли первое место среди эллинских городов-государств. В их распоряжении казна ряда союзных городов. Ее полновластным хозяином стал возглавлявший Афины Перикл, «первый среди афинских граждан» — так его называли. Век Перикла!.. Хитроумный политик пытался создать своего рода империю, главная роль в которой, конечно, была отведена Афинам. И для возвеличения родного города он не жалеет ни сил, ни времени, ни средств. Это в те годы был восстановлен — нет, отстроен заново великий Акрополь, превращенный персами в груду камней. Именно в этом — пятом веке до новой эры, в эпоху расцвета греческой демократии, художник Аполлодор из Афин стал писать картины. Не раскрашивать, как раньше, монументальные рисунки, а писать их красками. Тогда же начался и расцвет нового стиля в керамике. I Сначала он ставил на своих вазах: «расписал Евфроний». И это означало, что он был вначале только художником-вазописцем. Позднее на вазах появилась другая надпись: «сделал». Это означало, что со вре- 19 менем он стал владельцем мастерской. Ученые определили: расписывать вазы он начал примерно в 510 году до нашей эры. Ученые установили и примерный год его смерти: 460-й ...Припекало солнце, голубели небеса, в мастерской становилось душно. Как и во всех мастерских, здесь в специальных углублениях изготовляли глиняный раствор. Жидкая глина, несколько раз процеженная, отстаивалась на открытом воздухе. Ее надо было хорошо размять, чтобы в глиняной взвеси не осталось воздушных пузырьков, которые, лопаясь, портили бы при обжиге поверхность сосуда. И, как и во всех мастерских, здесь тоже перед каждым мастером-гончаром находился гончарный круг. Мальчишки- подмастерья без устали подтаскивали тяжелые комья глины. Под умелой рукой мастера бесформенный ком сырой глины превращался в приземистый сосуд, чуть мешковатый, сильно расширяющийся книзу, с широкой шейкой. Вот уже изготовлены две небольшие ручки и прилажены в его верхней части. Теперь осталось расписать сосуд. ...Именно он, Евфроний, был одним из тех, кто прославил новый стиль в керамике. Прежде господствовала «чернофигур- ная техника». На оранжевую глину черной краской наносились фигуры. Остальной фон покрывала прозрачная глазурь — она отлично усиливала естественный цвет глины. Черный — на красной обожженной глине — рисунок был силуэтным. Лишь отдельные детали можно было процарапать на силуэтах резцом. 3*
Новый стиль — краснофигурный, казалось, был всего лишь «перевертышем» прежнего. По слегка обожженной глине рисунок обводили тупым резцом. Все незанятое рисунком пространство покрывалось черным лаком — неподражаемым, невоспро- изведенным до сих пор черным греческим лаком, который был известен еще за две тысячи лет до времени Евфрония и придавал глине облик металла. Старая чернофигурная техника связывала руки вазописца. А на непокрытом лаком «красном» силуэте художник мог прорисовать уже любые детали. Мог придать фигуре ту степень выразительности, какую позволял его талант. Новый стиль родился не случайно. Он был связан с новыми идеями, с представлениями героического века истории Греции— о роли человека, о его силе, о значении личности. ...Осталось расписать сосуд. Была весна и Евфроний недолго раздумывал над сюжетом. Весной молодые атлеты выходят на стадион померяться силой, поразмять затекшие за зиму мускулы. Весной прилетают ласточки. И сейчас они носились с нежным щебетаньем — сквозь открытые настежь окна мастерской оно долетало вместе с теплым дыханием дня. Уверенными движениями мастер наносил на необожженную поверхность контур рисунка. Для горлышка он выбрал четыре краснофигурные пальметты — уже традиционный мотив орнамента из стилизованных листьев. На одной стороне вазы Евфроний изобразил двух обнаженных борцов. Упершись лбами и хватая друг друга за руки, оба готовятся к приему, стремятся положить соперника на лопатки. Он великолепно передал игру мышц, свободные и вместе с тем полные напряжения позы. На другой стороне вазы —ласточка. Первая прилетевшая ласточка!.. Двое сидящих на складных табуреточках мужчин — один еще совсем юный, другой постарше, с бородой — полуобнаженные, повернулись в одну и ту же сторону, так и тянутся всем телом вслед птице. «Ласточка, вот она, ласточка!» —говорит один. «Да, клянусь, Гераклом!» — отвечает другой. И им вторит стоящий рядом с бородатым мужчиной мальчик. Подняв руку вверх, он в восторге кричит: «Вот она!». ...Как всегда, Евфроний неторопливо начертал надписи, и, чтобы ни у кого не оставалось сомнений, присовокупил к разговору и завершающую: «Наступает весна». С боков и снизу, обрамляя сценку, он сделал полоски простых чернофигурных узоров. ...Мы не знаем точно, когда это было. Но совершенно точно знаем, что в один прекрасный день из гавани Пирея — из морских ворот Афин отправилось в далекий путь небольшое, по нашим тепереш- й С fr 4 л> г<^(,
ним понятиям, судно — барка метров в десять длиной. В ее трюме, помимо больших сосудов с вином и оливковым маслом, стояли стройные небольшие амфоры с с краснофигурными росписями, и нарядные кратеры с высокими ручками, и маленькие флаконы для душистых масел. Афинские вазы завоевали себе прочную известность во всем Средиземноморье. Еще со времени, когда город изготовлял чернофигурные сосуды, всюду охотно покупали одно- и двуручные кувшины, вазы для масла, для вина и воды — все эти амфоры, пелики, ольпы, ойноколы, ритоны и килики. Была на том корабле и наша пелика с борцами и ласточкой. Но она находилась не в трюме, а в каюте. В каюте хозяина барки. Он сам приобрел ее за большие деньги: ведь пелика была творением самого Евфрония! II У многих произведений искусства — две истории. Одна — история их создания. Вторая — история их открытия, их «второго» рождения. Ранней весной 1828 года некий тосканский крестьянин неспешно вышагивал за своим быком, налегая на лемех плуга. День был дождливым. Бык тяжело тащил по черной пахоте плуг. Крестьянин то и дело пускал в ход хворостину. Споткнувшись, бык внезапно провалился по самое брюхо в нивесть откуда взявшуюся яму и сломал передние ноги. Его хозяину не осталось ничего другого, как сбегать домой за стареньким ружьем. Но эти, столь печально начавшиеся события, завершились для крестьянина более чем благополучно. Яма оказалась древним захоронением. В могильнике давних времен каким-то чудом сохранилось совершенно нетронутым все то, что от щедрот своих положили, провожая в дальний путь усопших, их родственники и друзья. Там были украшения — тяжелые, массивные золотые серьги, браслеты и кольца. Безделушки и предметы домашнего обихода. И великолепные античные сосуды. То был не первый случай: в Тоскане, да и в других областях Италии и раньше находили древние захоронения (молва приписывала их доримскому населению Ап- пенин—этрускам). Но в общем такое встречалось все-таки редко. И уж совсем редки были находки неразграбленных могил. Напомним, что даже усыпальницы «богов» — пирамиды египетских фараонов — грабители обчищали иногда тотчас после погребения «бога». А здесь клады были словно кем-то заворожены... Конечно, через несколько дней, узнав о первой находке, управляющий поместьем принца Канино — все произошло на землях принца — сам принялся за новые
поиски в компании с некоторыми своими субарендаторами. И весьма преуспел... Но едва новоявленные кладоискатели продали часть своей добычи, как обо всем узнал сам принц Канино, небезызвестный Люсьен Бонапарт, брат Наполеона. Он со скандалом прогнал проштрафившихся слуг, разумеется, отобрав у них выручку, и сам возглавил поиски в своих обширных владениях, куда входила добрая часть Тосканы. За два сезона нанятые им на службу специалисты-археологи разрыли несколько сот могильников. Разыскали около двух тысяч древнегреческих и этрусских ваз, бесчисленное множество золотых украшений, статуэток, сосудов, браслетов, не говоря уже о самой разнообразной утвари. Самые примечательные находки были сделаны в Вульче. Это здесь в погребальных склепах некогда большого и богатого этрусского города были найдены останки, чей покой не был никем потревожен в течение двадцати веков. Это здесь со сводчатых потолков гробниц свисали бронзовые вазы и оживали, казалось, в колеблющемся свете факелов огромные фрески и великолепные фигуры на надгробиях. Это именно во время «тосканской горячки»— в 1835 году, и именно в Вульче была найдена целехонькая греческая пе- лика. Неподражаемый черный греческий лак придавал красавице-пелике вид металлической. Изящество и красота формы, соразмерность частей, совершенство росписи были просто удивительны. Видно недаром ее владелец не пожелал с ней расставаться и после смерти! На ней были изображены оранжево- красные фигуры борцов, на ней была живая, добрая и веселая сценка прилета ласточки. И хотя владелец вазы умер, насколько можно было судить, где-то в середине V века до нашей эры, ваза выглядела совсем как новенькая. Она была настолько хороша, что даже брат Наполеона, в чьи руки она попала, и который не очень-то разбирался в древностях, пришел в восторг. Он оставил вазу в своей коллекции... Но, впрочем, всю эту «собственную коллекцию» из наиболее ценных и красивых ваз принц Канино — Бонапарт намеревался тоже распродать, но уже по особо дорогой цене. И «Пелика с ласточкой»—так значилась эта ваза в каталоге, составленном немецким ученым Панофкой, специально для его составления приглашенным в Тоскану, — где-то в сороковых годах прошлого века оказалась в руках Николая Гурьева, русского посланника в Риме и Неаполе. Но в 1849 году граф Николай Гурьев скончался. «Пелику с ласточкой», гордость коллекции, вместе со всем уникальным собранием древних ваз, подобранным с удивительным вкусом, унаследовал его Полегл о та
близкий родственник, граф Александр Гурьев, член Государственного Совета. А у Александра Гурьева была маленькая слабость: он любил поигрывать в картишки. И однажды, когда он основательно проигрался, его партнер, будущий министр финансов при Александре II, А. А. Абаза предложил сыграть на «вазу с ласточкой». Карта решительно не шла к Гурьеву в тот злосчастный вечер. Он проиграл пелику, и вплоть до смерти Абазы ваза Евфрония находилась в его доме. А шестьдесят пять лет назад, в 1901 году, вдова министра продала ее в Эрмитаж вместе с двадцатью тремя другими вазами. Хранитель Эрмитажа Г. Е. Кизерицкий, конечно, очень обрадовался, когда узнал, какое редкое сокровище попало наконец-то в музей. Ведь долгие годы о пелике — одном из лучших образцов раннегреческого искусства, оказавшемся в каталоге Панофки, не было ни слуха, ни духа. Ведь никто не знал, что она очутилась в собрании Абазы! Но Кизерицкий был человеком со странностями. Подобно некоторым другим директорам художественных музеев, он очень любил быть «первооткрывателем», любил первым исследовать понравившуюся ему вещь. Однако поскольку дел у него было много, и он опасался, чтобы кто-нибудь из сотрудников не перебежал ему дорогу, он просто спрятал пелику. В 1902 году Кизерицкий, у которого руки до пелики так и не дошли, внезапно умер. И никто не знал, что пелика нашлась, Никто не знал, что она — в Эрмитаже! За девятнадцать лет до этого, в городе Виндаве родился мальчик, которому суждено было стать гордостью нашего отечественного искусствоведения. Уже в гимназические годы Оскар Вальдгауэр проявил большой интерес к изучению истории искусства. Особенно привлекало его античное искусство, в первую очередь древней Греции. (Забегая вперед скажем, что Вальдгауэром впоследствии было опубликовано немало важнейших исследований, восстановивших многие пробелы в великой истории искусства древних греков). ...В 1904 году, вскоре после окончания университета молодой доктор искусствоведения Оскар Фердинандович Вальдгауэр поступил работать в Эрмитаж «кандидатом на классную должность». Это означало, что он согласился работать безвозмездно — вплоть до того момента, пока для него не откроется вакансия. Ему пришлось ждать девять лет, но все эти девять лет он аккуратно являлся на службу и вел большую и серьезную исследовательскую работу, изучал богатейшие собрания Эрмитажа. Особое место в обширных интересах Вальдгауэра занимала греческая керами-
ка. По-настоящему серьезно у нас в России он занялся ею одним из первых. Что ж удивительного, что Вальдгауэра заинтересовала судьба «Пелики с ласточкой» — знаменитой древнегреческой вазы, найденной в Вульче и отправленной в Россию! Той пелики, о которой его учитель, немецкий профессор Фурхтвенглер говорил, что это, быть может, самая лучшая, самая драгоценная из дошедших до нас краснофигурных греческих ваз. Ведь родившийся в годы, когда стал сызнова строиться великий Акрополь, краснофигурный стиль был принципиальным новым словом, шагом вперед в искусстве. Освободившись от архаических приемов, с их условностью и скованностью изображений, лишь начиная с V века, греческие вазописцы получили возможность более свободно строить композицию, рельефнее изображать своих героев, прибегать к большой экспрессии. Но где она, эта краснофигурная пели- ка? Ее надо исследовать! Нельзя же удовольствоваться тем описанием, которое оставил Панофка, каким бы оно не было дотошным! Из описи купленных у вдовы Абазы двадцати четырех греческих сосудов следовало, что в 1901 году ваза поступила в Эрмитаж. Где же она? Кизерицкий умер, спросить не у кого. Ничего не мог сообщить и барон Мейндорф, который знал об этой покупке. ...Представьте же себе удивление, радость, восторг Вальдгауэра, когда совершенно случайно он нашел эту вазу в Эрмитаже — в одном из глубоких книжных шкафов, тщательно заложенную огромными фолиантами с гравюрами Пи- ранези! Ее извлекли оттуда, ее стали фотографировать, описывать, изучать. Это был настоящий праздник! Пелика работы Евфрония и сейчас стоит в Эрмитаже. Она — в зале № 111, посвященном культуре и искусству древней Греции. ...Крепкий, чуть приземистый сосуд с двумя ручками. Спереди и сзади на черной глянцевой лакированной поверхности два оранжево-красных, в цвете натуральной глины, рисунка. Удивительной юношеской свежестью веет от этих немного еще условных рисунков. И удивительно умение мастера изобразить не только то или иное событие, но и восприятие его, передать не только сюжет, но и настроение. До сих пор осталось секретом, какую глазурь использовали афинские горшечники, и чем — кисточкой, пером, резцом, щеткой — наносил художник свои удивительные линии. Когда проводишь по ним пальцем, чувствуется некая выпуклость, иногда в середине линии ощущается едва заметное углубление. Археологи, техники пытались их исследовать, кое-кто пытался подделывать... Безуспешно! НАШ КОММЕНТАРИЙ Чтобы выяснить, наконец, чем именно древние греки покрывали свои замечательные сосуды и какие именно вещества придавали глиняным вазам отличную черную и красную окраску, осколки древнегреческой керамики недавно подвергли химическому анализу. И оказалось, что состав глазури почти неотличим от состава глины, из которой сосуды вылеплены. Спектральный анализ также подтвердил, что глазурь и стенки сосудов содержат одни и те же элементы. Это значит, что для разных целей древние горшечники использовали одно и то же сырье — богатую железом глину. Именно окислы железа придавали сосудам и черную, и красную окраску, и всю богатую гамму переходов от черного цвета к красному. Только в одних случаях (красная керамика) большую роль играл окисел железа — Fe203, а в других (черная керамика) — окись- закись железа Fe304 с некоторой примесью восстановленного углерода. Степень окисления железа зависела от температуры, при которой древние горшечники производили обжиг, и от содержания кислорода в атмосфере печи. Археологи — советские и зарубежные — пытались экспериментально восстановить утраченные секреты старинного гончарного производства. Об этих опытах, проведенных в лаборатории профессора А. В. Филиппова, рассказывал доктор исторических наук М. Г. Рабинович в № 12 нашего журнала за 1965 год.
ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ ■ Дорогая редакция, разрешите поблагодарить вас за статью В. С. Тонгура «Существует ли вещество памяти?», которая очень интересна и заставляет задуматься о таких вещах, разрешение которых поможет понять многое в сложнейших процессах деятельности мозга. Я как читатель принимаю на веру доказательства ссхимической» гипотезы памяти, которую отстаивает автор. Для подтверждения участия РНК белка в переносе памяти можно провести опыты по такой схеме: РНК из мозга ввести внутри- обученных крыс брюшинно 1-й (исходная группа) новой группе крыс (проверка памяти на раздражи- *• тель); РНК из мозга ввести 2-й крыс этой 1-й группе крыс группы (и снова проверка памяти на " *■ раздражитель). Примечание. Суть в том, что если будут достоверно различные результаты во 2-й опытной группе и в контрольной группе, то, вероятно, что-то прочно кодируется в РНК исходной группы и фиксированная информация проходит через барьеры у крыс 1-й группы и даже воспроизводится у крыс 2-й группы. Мне кажется, что это позволило бы более четко разграничить общестимулирующее влияние РНК от ее специфического воздействия Вл. ШАБАЛИН (врач), Свердловск С этим письмом редакция познакомила автора статьи «Сущест- 4 Химия и Жизнь, № 3 вует ли вещество памяти!» доктора химических наук В. С. Тонгура. Вот что он ответил: ■ Уважаемый товарищ Шебалин! Мне было очень приятно, что написанная мною статья заинтересовала Вас. Вы предлагаете провести своеобразную передачу памяти с помощью двукратного переноса РНК, кодирующей память. Ваше предложение экспериментально вряд ли осуществимо. Надо полагать, что при таком двукратном «пропускании» РНК через организм от нее практически ничего не останется. В организме существует фермент — рибонуклеаза, разрушающий РНК. И при одном-то введении РНК в брюшину до мозга почти ничего не доходит, а многие считают (если вы помните, об этом сказано в статье), что введенная таким образом РНК вообще не доходит до мозга. Поэтому как бы прочно что-то ни кодировалось в РНК, нельзя ожидать, что это «что-то» выдержит такую двукратную передачу. в. тонгур Ш Я увлекаюсь химией. Читаю много научно-популярных книг и, по возможности, ваш журнал. Наш город небольшой, и в киосках Союзпечати мало что можно купить. А журнал иХимия и жизнь» вообще не бывает в продаже. Но тем не менее я почти все номера журнала за прошлый и нынешний год доставала. Я читаю журнал от корки до корки. Многое очень трудно понять, но ваш журнал — единственный источник, где можно более или менее подробно узнать новинки химии. И я считаю (многие, наверное, согласятся со мной), что клубу Юный химик уделяется в журнале мало места. Викторина, опыты без взрывов, подготовка к экзаменам — это, конечно, хорошо, но мало. Хорошо бы в Юном химике печатать статьи о веществах, об истории химии, но пусть эти статьи будут написаны понятным для юных химиков языком. В одном из номеров журнала за 1965 год была напечатана статья И. В. Петрянова «Самое необыкновенное вещество — обыкновенная вода». Эта статья написана очень понятным языком. Так вот, пусть в клубе Юный химик печатаются хоть иногда статьи, подобные этой. Еще Юный химик может проводить заочные олимпиады. Если в журнале нельзя отвести клубу больше места, то, может быть, можно выпускать клуб Юный химик в виде приложения к журналу? А то получается, что юных химиков обделяют: у юных техников даже журнал свой есть, а у юных химиков всего лишь несколько страничек в журнале «Химия и жизнь». Ученица 9-го класса Г. ЦЫПЛЯТНИКОВА, г. Кыштым Челябинской области Первое из этих пожеланий — печатать в Кпубе Юный химик статьи, написанные понятным для школьников языком, — совершенно справедливо и, главное, выполнимо. А вот что касается выпуска Клуба в виде приложения к журналу, то это намного труднее, хотя и здесь мы согласны с автором письма. Все же надеемся, что в будущем удастся выполнить и это пожелание. РЕДАКЦИЯ
«В ХИМИИ НЕТ ГРЯЗИ; «ГРЯЗЬ» — ЭТО ХИМИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ В НЕПОДХОДЯЩЕМ ДЛЯ НЕГО МЕСТЕ» Эти слова были сказаны еще в прошлом веке. Но и теперь проблема борьбы с химической «грязью», с промышленными стоками, угрожающими природным богатствам страны, остается одной из самых жгучих проблем развития индустрии. Множество научно-исследовательских и проектных организаций заняты поисками способов избавиться от сточных вод и газовых выбросов, отравляющих воды и атмосферу. Но есть и другой подход к решению этой проблемы: не ИЗБАВЛЯТЬСЯ от вредных веществ, а ИСПОЛЬЗОВАТЬ их, находить для них «подходящее место», где они приносили бы не вред, а пользу. По этому пути пошли четверть века назад работники Горловского азотнотукового завода, которые сумели доказать на деле, что это, во-первых, осуществимо и, во-вторых, выгодно. О борьбе за идею работы «без канализации» рассказывает П. П. Тро- фименко, бывший в то время главным химиком Горловского завода. Редакция считает, что в условиях социалистического хозяйства такой подход к проблеме промышленных стоков— единственно правильное и единственно возможное техническое мировоззрение, которое может и должно стать основой работы советских химиков. Редакция надеется, что статья П. П. Трофименко найдет широкий отклик не только среди химиков, но и среди работников других отраслей промышленности — инженеров, техников, рабочих.
и химия — и П. П. ТРОФИМЕНКО ЗАВОД Рисунок ■■ В. КОВЕНАЦКОГО (ИЗ ЗАПИСОК Это было более четверти века тому назад. Уже не первый год работал в Горловке азотнотуковый завод, немало удобрений успел он отгрузить на хлопковые и свекловичные поля страны. Сульфатом аммония из Горловки удобрялись даже хлопковые плантации в Египте. Огибая заводской поселок, шел от завода глубокий, сухой лог. Склоны его сплошь покрывали травы и кустарники, из которых поднимали кроны молодые дубки. В этих местах тенистое дерево — не просто дар природы, а преимущественно дар заботливого современника будущим поколениям. Каждый дубок имел дерзкое намерение тешить донбассовцев глубокой тенью и в двадцатом веке, и за гранью второго тысячелетия. И, парадоксально, — завод, призванный дарить плодородие полям, у себя под боком травил зелень, которой небогата донецкая степь. Губителем дубков оказались заводские газы и промышленный сток. В верховье сухого лога выходил канализационный коллектор. По каменистому руслу непрерывно лился мутный поток, заражая воздух удушливыми выделениями. Со сточными водами завод ежегодно терял: серной кислоты — 2000 тонн; азотной кислоты — 900 тонн; аммиачной селитры — 700 тонн; аммиака—1000 тонн; сернистых соединений (в пересчете на элементарную серу) — 800— 900 тонн; роданистых солей —1000 тонн. При больших масштабах производства эти огромные потери проходили незамеченными. Но в канализацию отправлялось целое предприятие. Два старых завода — ЖИЗНЬ! БЕЗ ПРОМСТОКА ИНЖЕНЕРА) Бондюжский химический и Юзовский азотный, — вместе взятые, выпускали меньше продукции. НЕ ВЫПУСКАТЬ ЗВЕРЯ ИЗ ЛОГОВА! Нужно было проектировать очистные сооружения. На первой же стадии расчеты показали, что они обойдутся по теперешнему счету в миллион при ежегодных издержках на их эксплуатацию около 200 тысяч рублей... Проектировщики шли проторенными путями. А тем временем на заводе разворачивались крайне поучительные события. Здесь не жалели средств и сил на частый контроль промстока. К наблюдательному пункту на коллекторе были добавлены посты на всех канализационных колодцах у цехов. Контроль с коллектора веером распространился к истокам зла — к цехам. Анализы из коллектора стали сигналами о непорядках в технологии с указанием точного адреса нарушителя. Тотчас обнаружились тайные утечки азотной кислоты из холодильников — следствие небрежного отношения к аппаратуре. Так же, как смытые в канализацию проливы, они были приравнены к аварии. Каждый такой случай расследовался и рассматривался у главного инженера. Эти совещания превратились в настоящее бюро профилактики загрязнения сточных вод. В заботах о том, что и почему сбрасывается в сухой лог, у инженеров и мастеров, аппаратчиков и ремонтников воспитывалось новое отношение к состоянию аппаратуры, к предупредительным ремонтам, к самой технологии и даже к чистоте в цехах. Ухватив важное звено, коллектив поднимался на новый уровень культуры производств а. 4*
Но самым ценным новшеством оказались общие раздумья над проблемой канализации, скрупулезный учет всех источников загрязнения сточных вод Под сомнение был поставлен сам принцип очистки стока из общего коллектора, где растворы вредных веществ из разных цехов разбавляют друг друга и разбавляются так называемыми условно чистыми водами. С разбавлением извлекать загрязнения становится сложнее. Аналогия — в океанах Земли содержатся огромные количества всех элементов Менделеевской таблицы, но в таких малых концентрациях, что добывать их из морской воды просто невыгодно. Обдумывая и решая отдельные головоломки, размышляя у каждого канализационного выпуска, у каждого агрегата и аппарата, работники завода от частных предложений пришли к неожиданному обобщению — к смелой идее отказаться от промышленной канализации вообще и возвратить сухому логу его первозданный природный режим. Проекту строительства очистных сооружений противопоставили задачу сокращать и устранять жидкие потери, не считаясь с установленными нормами, и не сбрасывать вредные вещества в канализацию, а извлекать их в форме полезных товарных продуктов или, в крайнем случае, безобидных сухих отходов. Другими словами, нужно было не выпускать хищника из логова, пока он не станет ручным. Стоит подробно рассмотреть один, во многом типичный случай. УТЕЧКИ И ПРОЛИВЫ Из-за неисправности уплотнения фланцевого соединения трубопровода в цехе пролили меланж — смесь серной и азотной кислот. Неисправность устранена. Аппаратчик водой из шланга смывает меланж в канализацию, и через считанные минуты в цехе порядок. Но в канализации пролитая азотная кислота окисляет органические загрязнения из другого цеха. Над люками канализационных колодцев поднимаются газовые облачка цвета лисьего меха, а по сухому логу стелется ядовитый поток окислов азота. Потерянный безвозвратно меланж наносит за пределами завода больший ущерб, чем стоит сам. Пробовали держать под рукой мешки с содой, чтобы в случае пролива нейтрализовать кислоты перед тем, как их смывать. Операция тоже не из приятных — с выделением в атмосферу цеха все тех же окислов азота — и требует времени. Если это указание неуклонно выполнялось, в канализацию отправлялись не только кислоты, но и сода, израсходованная на нейтрализацию. Окислы азота из промстока при этом не выделяются, — если только соседи из смежного цеха не подбросят серной кислоты, которая вытеснит свободную азотную кислоту, и тогда к потерям кислоты прибавятся потери
впустую потраченной соды, а бурое облако все равно потечет по коллектору в лог. Сода разрушает кислотостойкое покрытие пола в цехе. Кроме того, израсходованную соду нужно списать и возобновить ее аварийный запас. Это затрагивает себестоимость продукции и премии цехового персонала, а тайное нарушение технологии становится явным со всеми неприятными следствиями гласности. Поэтому соду экономили, а в ход пускали шланг. Для цеха это, в конечном счете, проходило безнаказанно: проливы и потери «по практическим данным» учтены в нормах расхода серной и азотной кислот, а вред, наносимый за пределами цеха, не отражался в ведомости на заработную плату. Можно и должно взывать к сознанию, прибегать к административным мерам. Можно и нужно думать о технических новшествах, которые исключат проливы меланжа. Но старая техника живуча. Кроме психологической стороны размышлений у канализационного цехового колодца, в химическом производстве существуют трудно устранимые неполадки, обусловленные чисто техническими причинами. Проливы происходят сегодня, будут происходить завтра. Что же с ними делать? Цепь размышлений привела к необычному решению — отрезать цех от канализации. Пол цеха был тщательно отремонтирован, и кислотоупорное покрытие сделано так, чтобы пролитые в любом месте кислоты не стояли лужами, а мгновенно стекали в специальный приемник. Теперь не нужно было смывать их обильными струями воды — достаточно было и «сухой» уборки мокрой шваброй. В приемнике регулярно замерялся уровень и отбиралась проба для анализа. Теперь оставалось дать пролитому меланжу отстояться, а потом подавать его на повторную переработку. Это было еще не лучшее решение. Переработка разбавленной и случайной по составу смеси холодных кислот вызывала затруднения. Нужно было соображать, в какую рабочую емкость, когда и в каких количествах можно подать отходы, чтобы не повлиять на выработку и не испортить конечную продукцию. Общий приемник стал яблоком раздора: смены, работавшие без греха, не хотели отдуваться за недосмотры других смен. Наконец, стоило по небрежности оставить открытым водопроводный кран, как содержимое приемника оказывалось настолько разбавленным, что перерабатывать его становилось уже невозможно. Поэтому-то и было предложено построить специальное хранилище для накопления кислот из аварийных приемников всех кислотных цехов и полученные усредненные смеси перерабатывать в нестандартные азотные удобрения, нейтрализуя их аммиаком. А начальникам цехов в каждом случае предоставлялся выбор: переработать самим пролитые кислоты в основную про-
дукцию или же сдать с уценкой новому вспомогательному цеху. Это предложение встретило, правда, новые препятствия, уже внешние. Завод имел право выпускать удобрения только в соответствии со стандартами. Нужно было убедить работников наркомата, что выпускать нестандартные туки из отходов необходимо, что это выгодно. Не так просто было добиться разрешения использовать аммиак собственного производства для переработки кислот в твердые соли, найти на них потребителя, согласовать с ним технические условия и цены на новые, нестандартные туки. Но и коммерческий директор и службы снабжения и сбыта были готовы претерпеть все мытарства. Завод шел своей определившейся дорогой. Для образованного химика, инженера или даже техника в изложенном нет никаких откровений. Новым здесь был только взгляд на экономию с точки зрения, не заключенной в пределах куска земли, огороженного заводским забором. ОТ БОЛЬШИХ ПРОБЛЕМ — К МЕЛОЧАМ Мы нарочно так подробно со всеми перипетиями и человеческими страстями разобрали этот пример головоломки, разрешенной на заводе. Именно так всегда выглядит химическое производство: самая простая реакция в жизни обрастает сложной аппаратурой и массой мелочей, которыми пренебрегать невозможно. Из накапливавшегося опыта следовало: взяв на вооружение замысел обходиться без канализации и с выгодой для завода расправившись с половиной загрязнений, вы с еще большей настойчивостью беретесь за вторую половину. Теперь вы считаете приемлемыми и такие решения, у которых экономика, как говорят, «баш на баш», и этим путем исключаете еще две пятых вредных веществ. И тогда оставшуюся десятую часть (по поговорке—«аппетит приходит во время еды») вы ликвидируете любой ценой в пределах прибыли, которую дала первая половина. Над «мелочами» ломали голову и после долгих раздумий, расчетов и экспериментов находили решения. Еще один пример. В канализацию сбрасывался роданистый натрий — злейший враг растительности, отход мышьяково- щелочной очистки коксового газа. Очистку перевели на аммиак вместо кальцинированной соды. Роданистый натрий сменился роданистым аммонием. Последний же серной кислотой можно было превращать в бисульфат аммония и перерабатывать в цехе сульфата аммония в товарный продукт. В каждом отгруженном 80-килограммовом мешке сульфата аммония 3—5 кг приходились на претерпевшую химические метаморфозы, возвращенную из канализации роданисто-водо- родную соль. Сотни вагонов сульфата изготовил завод, не погрешив против ГОСТа: даже чувствительной реакцией нельзя было обнаружить в сульфате роданистые соединения. Для того чтобы осуществить замысел работать без промстока, на заводе не только проводили множество, на первый взгляд, мелких организационно-технических мероприятий. Приходилось решать и научно-технические задачи, без преувеличения, средней сложности. Ставились лабораторные исследования, велись полузаводские опыты, на заводских агрегатах испытывались коренные усовершенствования. Возможность работать без канализации постепенно входила в сознание заводского коллектива. Как же выглядел итог усилий? Кислотные цехи месяцами работали, ничего не сбрасывая в канализацию. Это стало элементом производственной дисциплины. Дубкам в сухом логу стало полегче. Проектировщики вносили изменения в проект очистных сооружений, сократив их стоимость примерно на треть. Идея работы без канализации получила своеобразное признание «де факто». А группа заводских инженеров по трудовому соглашению с проектной организацией уже составляла задание на проектирование работы вообще без промстока Предварительные расчеты по этому заводскому варианту показывали, что, затратив меньше средств, чем на строительство очистных сооружений, завод получит вместо ежегодных издержек на их эксплуатацию прибыль — по нынешнему счету не меньше 100 тыс. рублей! Некоторые источники загрязнений остались и после того, как основные проблемы облагораживания промстока были решены. Эти источники не выходили у нас из головы. Уже нельзя было пренебречь даже периодическим сбросом считанных
десятков кубических метров отходов. Это были растворы из ванн для хромирования деталей, травильные растворы из отделения лужения медных теплообменников, охлаждающие жидкости, масла и смазки из механического цеха. И решения находились. Химия в таких делах всесильна. Использовать отработанное содержимое небольшой гальванической ванны было, конечно, невыгодно, но зато становилось ясно, что здесь завод занимается не своим делом, что нужна межзаводская централизация ремонтной службы, при которой переработка растворов и регенерация реагентов, так же как сбор и регенерация масел, станут уже экономически целесообразными. Так через увеличительное стекло нового подхода к промстокам стала видна и необходимость серьезных организационных мероприятий. Но заняться этим вплотную уже никто не успел. Началась война. В 1941 г. завод был эвакуирован на восток... ЧЕТВЕРТЬ ВЕКА СПУСТЯ Новая техника, автоматическое управление технологическими процессами, лучшие материалы лишь уменьшают размеры неприятностей, но не снимают самой проблемы загрязнения промышленных стоков. С ростом производства становится меньше удельный вес потерь, но абсолютное их количество увеличивается. От бурлацких времен сохранились литературные свидетельства и шедевр Репина, а стоны над реками не прекратились. У них только другой повод — канализационный промышленный сток. Теперь Горловский завод — уже не тот, каким он был до войны. Изменились объемы производства, ассортимент продукции, технология. Завод вырос и стал совершеннее. Изменились и его сточные воды. Мероприятия, которые мы когда-то разрабатывали, устарели. Но не устарела сама идея работы химического предприятия «без промстока» — идея, практическую осуществимость которой нам удалось доказать. Нельзя утверждать, что сейчас при проектировании новых заводов и производств забывают о промстоке. Но подход к нему совсем не тот, какой был у нас, в довоенной Горловке. А ведь именно сейчас, в условиях новой системы управления и планирования промышленности, созданы все предпосылки для того, чтобы подойти к решению проблемы с позиций экономики. Новое, хозяйское отношение ко всем ценностям страны, когда за судаков, всплывших в реке брюшком вверх, следует наказание по суду, побуждает хозяйственников не только самих денно и нощно думать о промстоке, но и находить средства на оплату помощи ученых. Полезно вспомнить еще об одном эпизоде борьбы с промстоками на довоенном Горловском заводе. Незадолго до войны неподалеку был построен еще один химический завод. Канализационный коллектор нового соседа провели в тот же сухой лог. Это грозило свести на нет все наши усилия. Примириться с этим было уже невозможно. Подражая Д. И. Менделееву, который когда-то раскрыл секрет бездымного пороха, изучая данные о сырье, поступавшем на пороховой завод, мы начали брать пробы «чужого» стока и разрабатывать предложения по его улучшению на основе уже накопленного нами опыта. Готовилась настоящая атака на технологическую распущенность соседа, в защиту сухого лога. Вот на такой же методической основе какой-то отдел института «Союзводгео», а то и самостоятельный научно-исследовательский и проектный институт, должен не только контролировать промстоки предприятий, но и предлагать меры предупреждения загрязнений, отыскивая их источники в технологии. Такой институт должен иметь право влиять на деятельность отраслевых научно-исследовательских учреждений, разрабатывающих технологические процессы и способы обезвреживания сбросов. Такой институт вполне может быть хозрасчетным. Только ли химиков касается проблема промстока? На вспомогательный процесс — травление черных металлов — металлурги и машиностроители расходуют сотни тысяч тонн серной кислоты. Примерно 10-процентные отработанные растворы ее в огромных количествах стекают в канализацию. Если даже их нейтрализуют известью, вред уменьшается, но не устраняется. А ведь мы можем это зло с экономической выгодой обратить в добро! Для этого нужно не так уж много: нехитрая типовая установка, состоящая из танка для
хранения жидкого аммиака без давления, абсорбера для нейтрализации этим аммиаком травильных растворов и фильтра для отделения гидрата окиси железа. Такая установка будет давать раствор сульфата аммония с содержанием азота 3—3,5%. Его можно накапливать в земляных емкостях и орошать им пропашные культуры. Так используют в Англии слабые аммиачные растворы — отходы старых газовых заводов. Затраты на переработку травильных кислот окупятся в рамках заводской экономики. Сброс кислот будет прекращен. Орошаемый участок даст чистый доход. Пользуюсь случаем, чтобы гласно сделать заявку Министерству черной металлургии на это рационализаторское предложение. Конечно, обойтись вообще без затрат удастся далеко не во всех случаях. Кое- где ликвидация вредных сбросов потребует капиталовложений. Но сколько стоит уродуемая промстоками природа? Сколько стоит, например, Байкал? В марте 1966 года в Москве проходило совещание по экономическим проблемам химической промышленности. На тему о вреде химии на этом совещании докладов, к сожалению, не было. Но в одном из выступлений говорилось, что для преодоления дефицита воды в США предполагается создать искусственное водохранилище, по площади и объему равное озеру Байкал. Затраты на осуществление этого проекта оцениваются в 80 миллиардов долларов. 80 миллиардов долларов нужно затратить, чтобы накопить в скалистом междугорье столько чистой воды, сколько ее в Байкале. Только воды. А сколько стоит неповторимая жизнь Байкала? Во что оценить возвращение притокам Донца — Бахмуту, Лугани, Торцу чистых русел с лозняками и вербами по берегам, с красноперками в заводях и стайками окуней на глубинках у малых круч, с «сидал- ками» и удильщиками в широкополых шляпах, с радугами рассыпающейся на солнце воды от шумных ватаг купальщиков школьного и дошкольного возраста? Не только в Донбассе, где вода давно в дефиците, но и в бассейнах многоводных сибирских рек, где бурно развивается химическая промышленность, нужно ставить посты у каждого канализационного колодца, у каждого цехового выпуска в канализацию, искать и устранять источники загрязнений сточных вод и потерь, искать пути к достижению благородной цели — работать без промстока. Скоро наша социалистическая страна будет отмечать свой первый полувек. Это — возраст зрелости. У советских химиков должно хватить мужества, чтобы преодолеть собственную косность и пренебрежение к промышленному стоку, должно хватить мудрости так вести химическое производство, чтобы сохранить наше величайшее богатство — природу. Это не только необходимо — это выгодно. ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! АЛМАЗЫ И КАЧЕСТВО КРАСКИ Синтетические алмазы, казалось бы, никакого отношения к лакокрасочной промышленности не имеют. Но стоит вспомнить, что краскотерки должны иметь идеальную поверхность и что алмазы— лучший абразивный материал, как связь между алмазами и краской становится ясной. В Украинском институте сверхтвердых материалов разработан способ шлифования цилиндрических поверхностей кругами из синтетических алмазов на эластичной связке. Валки краскотерок были отшлифованы за один проход до чистоты 126 — специалисты согласятся, что это немало. Диаметр зерен пигмента при работе с такими валками уменьшился почти в 2 раза (до 22 микрон). Кроме того, производительность краскотерки увеличилась теперь на 20%- («Лакокрасочные материалы и их применение», 1966, № 5) СОЮЗ РЕЗИНЫ С ФТОРОПЛАСТОМ Резина, как известно, — превосходный материал для уплотнений. Но недостаточная химическая стойкость и высокий коэффициент трения в некоторых случаях заставляют отказаться от нее. Идеальной химической стойкостью и антифрикционными свойствами обладает фторопласт. Оказывается, его можно наносить на резину в процессе формования. На поверхности резинового уплотнения образуется тонкий слой (примерно 0,2 мм) фторопласта. В таком тонком слое фторопласт обладает уплотняющими свойствами, не намного уступающими резине. («Modern Plastics», 1966, № 10)
СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ КАК БЫЛА ВСТРЕЧЕНА «НОВАЯ АЛХИМИЯ» 1902 год занял особое место в истории естествознания. В этом году два молодых исследователя — физик Эрнест Резерфорд тридцати одного года и химик Фредерик Содди двадцати пяти лет — опубликовали свою теорию превращения элементов, открытие, которое в буквальном смысле слова перевернуло существовавшие научные представления о природе материи. Сохранились интересные свидетельства того, как это открытие было встречено научной общественностью. МАКСВЕЛЛ: АТОМЫ НЕ СПОСОБНЫ РАЗРУШАТЬСЯ Сотни теоретических и экспериментальных исследований убедили физиков и химиков в том, что атомы — это неделимые, неизменные частицы материи. Давно дискредитирована старая концепция алхимиков, говорящая о возможности превращения одного элемента в другой. Господствующий взгляд на природу атомов четко сформулирован в 1878 году Джемсом Кларком Максвеллом в его обращении к Британской ассоциации содействия развитию науки. Максвелл писал: «Не может быть создана эволюционная теория, которая сумела бы объяснить, почему атомы одного вещества абсолютно похожи один на другой. Она не может быть создана потому, что эволюция предполагает непрерывное изменение, а атомы не способны разрушаться или развиваться...» Даже после открытия Анри Беккерелем в 1896 году явления радиоактивности, большинство ученых продолжало утверждать, что выделяющаяся из атомов энергия не может отражать каких-либо существенных изменений внутри самого атома. Предлагалось много теорий, но практически все они основывались на убеждении, что энергия, вызывающая радиоактивный распад, поступает откуда угодно, только не из самого атома. ДЖ. ДЖ. ТОМСОН: ПРИЧИНА РАДИОАКТИВНОСТИ — ПЕРЕГРУППИРОВКА АТОМОВ, ПРИВОДЯЩАЯ К ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ЭФФЕКТАМ Среди немногих исследователей, высказывавших мысль, что внутриатомные изменения могут привести к радиоактивности, были немецкие физики Юлиус Эльстер и Ганс Фридрих Гейтель, а также знаменитый английский физик Дж. Дж. Томсон. Томсон предполагал, что причиной радиоактивности может служить перегруппировка составных частей атома, «приводящая к электрическим эффектам, подобным тем, что возникают при ионизации газа». Столь крамольное высказывание не было оставлено без внимания учеником Том- сона — Эрнестом Резерфордом, бывшим студентом Кембриджского университета. Э. РЕЗЕРФОРД: НАС НАЗОВУТ АЛХИМИКАМИ! В 1898 году Резерфорд начинает работать в Монреале, в Мак-Джилльском университете. Он изучает радиоактивный торий. Через три года к нему присоединяется Фредерик Содди. Они обнаруживают, что радиоактивная эманация образуется не самим торием, а химически отделяемым продуктом, названным ими «торием X» *. Из него возникает химически инертный радиоактивный газ, из группы аргона, теперь * Позднее было установлено, что ThX — изотоп радия. — Прим. перев. 5 Химия и Жизнь, № 3
Эрнест Резерфорд A871— 1937) — с 1898 года профессор физики в университете Мак-Джилла. Именно здесь он начал свои исследования, посвященные радиоактивному распаду соединений тория. Фотография сделана в 1908 году известный под названием торона *. Резерфорд вспоминал, что именно различие физических и химических свойств тория X и его эманации стали «первой путеводной нитью», которая привела к теории превращения элементов. Ученые и сами были изумлены своим открытием и выводами, которые из него напрашивались. Содди рассказывал, как он, проверив данные анализа, обернулся к своему коллеге и выпалил: «Резерфорд, * Торон — один из трех естественных изотопов химического элемента с атомным номером 86. Все три изотопа — продукты радиоактивного распада: торон — тория X, радон (Rn) — радия; актинон (An) — актиния X. — Прим. перев. Фредерик Содди A877—1956). Начал сотрудничать с Резер- фордом в 1901 году. Выполненные им химические анализы послужили основой и подтверждением теории превращения элементов при радиоактивном распаде. Фотография сделана в 1905 году это превращение! Торий распался и превратился в аргоноподобный газ!» На что Резерфорд, взволнованный не меньше, ответил сдержанно: «Ради бога, Содди, не называйте это превращением. Нас назовут алхимиками и снимут нам головы!» НЕ НАДО СЛИШКОМ РЕЗКО СТАВИТЬ ВОПРОС... Ожидая любой реакции как от химиков, так и от физиков, молодые ученые стали осторожно, употребляя лишь общепринятые устоявшиеся выражения, публиковать результаты своих трудов. Первой была напечатана статья в «Трудах химического общества» в начале 1902 года. Там лако-
нично сообщалось об открытии тория X и о тождественности полученной эманации инертному газу. Затем Резерфорд и Содди представили на рассмотрение редакции «Трудов» вторую статью, более подробно излагающую их открытие. Они обратились за поддержкой к Круксу и просили его помочь с публикацией. Резерфорд писал Круксу: «Разумеется, не очень благоразумно слишком резко ставить вопрос перед обществом химиков, но я уверен, что в радиоактивных элементах происходит непрерывно идущий процесс распада и превращения одного элемента в другой. Именно это и служит источником энергии, выделяемой в форме радиоактивности... Мистер Содди и я были бы Вам очень признательны, если бы Вы способствовали публикации этой статьи, если вдруг возникнут сомнения в связи с «атомными» представлениями...» Статья была тоже напечатана в «Трудах» — в июльском выпуске 1902 года. Резерфорд и Содди писали: «Оказывается, радиоактивность — это одновременно и внутриатомный процесс и процесс, приводящий к химическим трансформациям, при которых образуются новые типы материи. Эти явления заставляют нас прийти к выводу, что радиоактивность есть проявление субатомных изменений». Из осторожности Резерфорд и Содди употребляли вместо термина «превращения» слово «трансформация». Они старались подчеркнуть, что теория радиоактивности не связана с нарушением каких- либо известных химических законов, так как силы, вызывающие этот процесс, не известны обычной химии... После этих статей, обращенных к химикам, Резерфорд несколько раз выступил в ведущем физическом журнале того времени— «Философикл мэгэзин». Новая теория была поставлена на обсуждение. Крукс напечатал ее основы даже в популярном еженедельнике «Кемикл ньюс». КРУКС: ОЖИВАЮТ ИДЕИ АЛХИМИКОВ! Появление новой теории вызвало большое оживление. Крукс говорил, что она «подрывает атомную химическую теорию, вносит переворот в фундаментальные основы физики и оживляет идеи алхимиков». 5* Ведущий американский радиохимик Герберт Мак-Кой позже вспоминал: «Это было так поразительно, что химики и физики из-за новой теории бросили все свои старые проблемы...» А. С. Ив, биограф Резерфорда, вспоминает, что когда он встретился в январе 1903 года с авторами открытия, «радий был уже в моде, Резерфорд — знаменит, а теория радиоактивного распада вызывала огромный интерес. Журналисты осаждали физическую лабораторию в Мак-Джилле и сочиняли невероятные, фантастические истории, пока им не был закрыт доступ в священные пределы». Резерфорда избирают членом Лондонского Королевского Общества. Секретарь Общества Джозеф Лармор пишет ему: «По- видимому, вы самый популярный человек в этом сезоне: все газеты стали радиоактивными». У Содди тоже хватает дел. Вместе с Резерфордом он работает над обоснованием их теории. Журнал «Ней- чур» печатает краткое содержание его статьи, излагая так называемую «канадскую точку зрения». Какой же резонанс получила теория, нанесшая удар по установившемуся взгляду на атом? Сэмюэль Глассон в книге, вышедшей в 1950 году, пишет: «Теория вызвала ужас научных кругов в начале нашего века... Многие физики и химики возражали против нее: ведь она противоречила установившимся взглядам на неизменность атомов». Мак-Кой, современник Резерфорда и Содди, говорит, что раздавались сердитые голоса: «Какое право имеют физики говорить химикам, что их атомы могут распадаться?». Генри Тизард, научный советник при английском правительстве во время второй мировой войны, писал в Словаре национальных биографий: «Новая теория была столь отлична от долго господствовавшего мнения о неразрушимости материи, что ее встретили с крайним скептицизмом, даже с недоверием, многие выдающиеся ученые». ПЬЕР КЮРИ: ТОЧКА ЗРЕНИЯ РЕЗЕРФОРДА, КАЖЕТСЯ, ПРАВИЛЬНА... В июле 1903 года Рамзай и Содди поставили эффектный опыт, подтверждающий теорию превращения атомов. Сконденсиро-
вав газообразную эманацию радия с помощью жидкого воздуха, они доказали спектральным анализом, что в остатке этого радиоактивного вещества содержится гелий, которого раньше не было. Теперь трудно было сомневаться, что гелий — продукт распада радия; следовательно, один элемент дал начало другому. Примерно в это же время было получено еще одно явное доказательство правильности идей Резерфорда и Содди. Пьер Кюри и Альберт Лаборд обнаружили, что препарат радия постоянно выделяет тепло. Резерфорд дал единственно правильное объяснение этому факту: «Тепло образуется в результате внутренней бомбардировки образца альфа-частицами *, которые испускаются при распаде атомов радия». Крукс вначале упорно возражал против теории превращения элементов, придерживаясь выдвинутой им гипотезы, говорящей, что радиоактивность возникает при активном поглощении энергии быстрых («энергичных») молекул воздуха. Однако вскоре он капитулировал. Супруги Кюри неохотно, но тоже признали, что радиоактивность может быть объяснена каким-то типом превращения атомов и точка зрения Резерфорда, кажется, действительно правильна. ЛОРД КЕЛЬВИН В РОЛИ НИСПРОВЕРГАТЕЛЯ Наиболее энергичные возражения в адрес теории Резерфорда — Содди были высказаны на ежегодном собрании Британской ассоциации содействия развитию науки в сентябре 1903 года. Открытие заседания ознаменовалось оживлением, так как пронесся слух, что сам лорд Кельвин собирается опровергнуть новую теорию. Старый физик был болен и не смог лично присутствовать в зале. Однако членам Ассоциации был роздан текст его доклада, где излагалась точка зрения, противоположная теории Резерфорда — Содди! Молодой Резерфорд был обеспокоен атакой 79-летнего ученого с мировым именем. В возбужденной, переполненной аудитории он сам начал дискуссию. Он подробно показал, как его теория согласуется с экспериментальными данными. Затем выступил * Позже, в 1908 г. Резерфорд установил, что альфа-частицы — это ядра гелия. — Прим. перее. Лодж, которого просили зачитать послание Кельвина. Но Лодж начал свое выступление иначе. Он поздравил Резерфорда и Содди с открытием, заявил о своем согласии с их теорией и лишь после этого зачитал мнение Кельвина. Кельвин основывал свои рассуждения на модели атома, предложенной Дж. Дж. Томсоном. Сейчас эта модель известна среди физиков под названием «плумпуддинг» (пуддинг со сливами); в ней атом представлен в виде однородной, положительно заряженной массы, в которую вкраплены отрицательно заряженные частицы материи. «Радиоактивность,— писал Кельвин,— это следствие сильных осцилляции, создаваемых в атоме в результате поглощения энергии из эфира. Там она существует в форме, которую мы еще не научились обнаруживать. Что же касается продуктов, которые вылетают из радия во время этого потрясения, то бета-лучи — это просто отрицательные вкрапления, которые теперь освобождаются, а гамма-лучи — пар. Альфа-частицы — это сами атомы радия, либо молекулы, которые выстреливаются возбужденной массой». После этого слово взял Генри Армстронг, известный профессор химии Лондонского технического колледжа. Он был известен как «человек с яркой индивидуальностью, который, раз составив свое мнение, затем строго его придерживается и энергично отстаивает». Армстронг не стеснялся в выражениях. Он заявил, что он «изумлен той игрой фантазии, которую позволили себе Резерфорд и его коллеги... Химики — подчеркнул он,— не смогли найти ни одного примера распада атома на всей Земле». КОНЕЦ ПОЛЕМИКИ Атака Кельвина — Армстронга вызвала «цепную реакцию». Лармор, Содди и другие защищали теорию превращений; Резерфорд отвечал на доводы Кельвина. К концу сессии выяснилось, что теория превращений удержала свои позиции. Резерфорд, а за ним и многие другие исследователи приступили к определению периода полураспада и к установлению семейств известных радиоактивных элементов. Большая часть ученых еще какое-то время воздерживалась от окончательного решения, занимая выжидательную пози-
цию. Хотя теория превращений и казалась им довольно разумной в качестве рабочей гипотезы, они считали, что правота ее должна быть доказана более определенно. Убежденными оппонентами по-прежнему оставались только Кельвин, Армстронг и немецкий химик Винклер, полагавший, что радиоактивность может быть просто физическим свойством материи — «явлением, принадлежащим материи, но не оказывающим влияния на ее химический состав, подобно магнитным свойствам железа». Кельвин от своей точки зрения не отступал. В мае 1904 года он и Резерфорд встретились как гости в имении известного физика лорда Рэлея. Резерфорд в письме к жене так описывает эту встречу. «Лорд Кельвин почти весь день говорит о радии; я восхищаюсь его самоуверенностью, так как он говорит о предмете, на знакомство с которым потратил немного труда... Он не хочет слушать о моей точке зрения... Стрэтт (сын Рэлея.— И. У.) поспорил, что через год он изменит свое мнение. Вчера вечером они заключили на эту тему пари». Р. Стрэтт это пари выиграл и получил свои 5 шиллингов. На заседании Британской ассоциации в конце того же года Кельвин публично отказался от части своих взглядов. Он оставил идею о внешнем источнике радиоактивности, но не смог пойти так далеко, чтобы окончательно согласиться с превращением элементов. Понадобился еще один раунд, чтобы полемика окончилась. Поводом послужило заседание Британской Ассоциации 1906 года. На секции «А» Содди участвовал в дискуссии о превращении элементов. Прочитав сообщение об этом в «Таймсе», Кельвин, опять отсутствовавший на заседании, написал письмо редактору. Он возражал против утверждения, что излучение радием гелия — доказательство изменения атома радия; в радии может просто «содержаться» гелий, настаивал он. Кельвин возражал и против предположения Стрэтта, что тепло Земли — следствие не только первоначального ее сжатия, но и радиоактивности. После того, как было опубликовано письмо Кельвина, в бой снова вступил Армстронг, потом Содди... Последовала новая серия публикаций, которая по существу завершила полемику. Ни один серьезный ученый не выдвигал больше серьезных возражений в адрес «новой алхимии». Полная победа только подчеркивалась теми голосами, которые иногда еще раздавались против. Сокращенный перевод с английского кандидата физико-математических наук И. Н. УСОВОЙ (из журнала «Scientific American») ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ТЕХНОЛОГИ. ВНИМАНИЕ! КАМЫШ — ОТЛИЧНОЕ СЫРЬЕ Многие синтетические смолы, главным образом фенолальдегид- ные, наполняют древесной мукой. Но древесина с каждым годом становится все дефицитнее, особенно в тех странах, где мало лесов. ГДР—именно такая страна, и поэтому немецкие химики заняты поисками полноценных заменителей древесины. Недавно был испытан камыш — и обычный (такой, какой растет у нас) и так называемый испанский — из Вьетнама. Камыш размалывали и изготовляли из него обычным способом целлюлозу. И муку, и целлюлозу смешивали со смолой, каландровали и гранулировали. Пластмассовые образцы сравнивали со многими стандартами, в том числе и с советскими. Оказалось, что камыш можно смело рекомендовать как наполнитель для пластмасс. Он улучшает технологические свойства материала, снижает его тепло- и электропроводность, улучшает бензостойкость. Можно использовать как целлюлозу, так и саму камышовую муку. («Plaste und Kautschuk», 1966, № 8) НАПОЛНИТЕЛЬ — КАПИЛЛЯР Стеклопластики, которые прекрасно работают на растяжение, при работе на изгиб часто оказываются беспомощными — они недостаточно жестки. Как же повысить жесткость стеклопластиков при изгибе? Проще всего увеличить толщину стенки, но при этом изделие станет тяжелее. Чтобы этого не произошло, предложено применять полое стекловолокно — тончайшие стеклянные капилляры. Опытная партия таких капилляров изготовлена на многофильерной установке ВНИИ стеклопластиков и стеклянного волокна. Пластики, наполненные полым волокном, имеют меньшую прочность, но так как вес материала намного ниже, то в конечном счете изгибная жесткость в два с лишним раза больше, чем у обычных стеклопластиков. Полое волокно имеет и другие преимущества. Стеклопластики на его основе — отличные диэлектрики и теплоизоляторы. Свойства пластиков можно варьировать, изменяя соотношение внутреннего и наружного диаметров волокна. («Механика полимеров», 1966, № 3)
>* :< 38 >4 t< \ (•
Т. МОИСЕЕВА, Географический факультет Московского государственного университета НАУКА О ЖИВОМ ВОДОВИДЦЫ Там, где есть растения, — есть и вода. Это — рабочий принцип и современных геоботаников, и тех предприимчивых аксакалов из религиозного братства «мукка- ни», что существовало в средние века в Бухаре. Братья-«муккани» жили тем, что по заказу скотоводов отыскивали воду в степях и пустынях. Даже под угрозой казни они сохраняли в тайне те признаки растений, которые ведут к воде. Тайны воды, похороненные вместе с последними «муккани», сейчас перестали быть тайнами. Изучая прикаспийские и среднеазиатские пустыни, геоботаники научились отвечать не только на вопрос, есть ли здесь вода или нет, но и определять, какая она — пресная или соленая, на какой глубине находится, через какие породы к ней легче всего добраться. Рыжее марево барханов. Представить себе среди изнурительного песчаного однообразия хотя бы крошечные озерки воды почти немыслимо. И все-таки под некоторыми из барханов она есть — настоящая пресная вода. Песок этих драгоценных водоносных барханов — в постоянном движении, рыхлый, пористый. Благодаря этим свойствам он жадно улавливает каждую порцию дождевой влаги или влаги росы, в его многочисленных порах конденсируются водяные пары. Так, капля за каплей, образуется пресноводная линза, как называют ее гидрогеологи. Если же песок бархана плотный, неподвижный при ветре, условий для образования таких линз нет. Сыпучие и несыпучие пески, а следовательно, и связанные с ними линзы воды четко различает изящное деревце с серебристой листвой — песчаная акация. Обнаруживая ее на рыхлых, пористых, двигающихся песках, ботаники надеются найти здесь и воду. На несколько более уплотненных, но тоже потенциально водоносных песках, растет кандым — ветвистый кустарник. Черный саксаул называют растением- насосом, «фреатофитом». Он предпочитает воды, залегающие на глубине 20—25 метров. Встречаются отдельные экземпляры, вытягивающие воду своим корнем-насосом и с глубины 40 метров. Даже в темноте, по запаху, ботаник, работающий в пустыне, отыщет маленький серебристо-серый полукустарник — камфарную полынь. Она заселяет «подсолен- 1 3 2 4 1. Плотные пески заселяет кустарник кандым. Многочисленные желтые, розовые, пушистые шарики его плодов заметны в пустыне с большого расстояния 2. Песчаная акация — индикатор рыхлых водоносных песков — открыта англичанином Конолли. Занятия ботаникой не спасли его от подозрений в заговоре против бухарского эмира, при дворе которого он был посланником. С Конолли заживо сняли кожу. Перед казнью он успел передать гербарий русскому ботанику Бунге, который дал акации имя казненного — песчаное дерево Конолли 3. Тростник — индикатор поверхностных и неглубоко залегающих вод. Внизу справа: стелющаяся форма тростника, отмечающая соленые воды 4. Верблюжья колючка — указатель пресных или слабосолоноватых вод
ные» пески. Вода здесь для питья мало пригодна. Еще труднее с поисками пресной воды в солончаковой пустыне. Выручает небольшой (высота его около 60 см) кустарник с множеством колючек на ветвистом стебле—«верблюжья колючка». Она — спутница залегающих неглубоко пресных или немного солоноватых вод на больших пространствах солончаковых пустынь Прикаспия, пустыни Дешт-и-Лут в Иране и многих других. На каменистых скудных землях Усть- Урта пресные или немного солоноватые воды показывает уже другое растение — итцегек, безлистный кустарник с резким неприятным запахом. Индикатор пресных вод степей и полупустынь— чий, мощный, похожий на ковыль злак. Его называют «другом путешественников». Если каравану в старину случалось столкнуться с разбойниками, то боролись не только за товары, но и за ближайшую чиевую заросль. Более удачливая сторона, захватившая такую заросль, была обеспечена не только прикрытием от обстрела, но и чистой питьевой водой, на которой и разрастался чий. «Чиили»—так ласково называют эти заросли жители степей. Итак, для каждого типа пустыни, полупустыни или степи и, с другой стороны, для каждого вида воды — свой, особый вид или даже несколько видов индикаторов. Бывает и так, что один и тот же вид, как бы «раздваиваясь» или «растраи- ваясь», указывает сразу на несколько типов воды. Например, вейник к востоку от Урала предпочитает пресные воды, к западу же часто произрастает на солоноватых водах. В Северном Прикаспии несколько видов растений, четко привязанных к пресным водам, чуть южнее места своей «привязанности» тотчас же изменяют ей и указывают на засоленные воды. Многолик тростник. Его находят и на пресных, и на среднесоленых, и даже на сильно соленых водах. Правда, тростник, выросший на сильно соленых водах, сразу же «уведомляет» геоботаников своей стелющейся, подавленной формой о том, что вода для питья здесь непригодна. Растение «карабарак» в центре своего ареала — места географического распространения — индикатор горько-соленых вод, залегающих на глубине 10—15 метров, а на северо-западной границе ареала указывает воду на глубине всего 5 метров. Из-за такого «вероломства» отдельным видам часто нельзя доверять. Именно к такому мнению склоняются в последнее время геоботаники. Гораздо надежнее индикация по целым растительным сообществам, куда эти виды входят. И хотя за индикаторами-лидерами (тростник, чий, верблюжья колючка, итцегек) оставлено право «решающего голоса», для геоботаника не менее важны и «голоса» соседствующих с ними в сообществе видов. Результаты такого растительного референдума очень надежны. Это значит, что встретив такое же сочетание видов в сообществе где-нибудь в другом месте, ботаник уже четко определит, какую воду здесь можно ожидать. Именно таким методом определили качество воды для кочевий отар в полупустынях и степях Казахстана, вскрыли около 200 линз воды в Калмыцкой степи, выявили гидрогеологические условия многих других орошаемых районов. Гидроиндикационный метод очень важен сейчас, когда разворачиваются работы по ирригации и мелиорации засушливых земель. Дешевизна, быстрота и точность оценки климатических, почвенно-грунто- вых и гидрогеологических условий выгодно выделяют этот метод среди других. Это не плод фантазии художника, а тетыр (Salsola grammascena) — растение-индикатор соленых вод
wrnrnm,
о Кандидат технических наук Л. Я. КРАУШ, кафедра научной фотографии МГ^ ФОТОЛАБОРАТОРИЯ ЦВЕТНАЯ ФОТОГРАФИЯ Цветная фотография дает более точное и полное представление о предметах, которые мы изучаем, чем черно- белые снимки. В некоторых случаях—аэрофотосъемка, съемка в биологии и географии, съемка кристаллов — цвет совершенно необходим. Но многие фотографы не решаются делать цветные снимки, считая цветофотографический процесс очень' сложным и непосильным для себя. Изготовить цветные снимки действительно сложнее, чем черно-белые, но ознакомившись, хотя бы кратко, с особенностями и возможностями цветной фотографии и соблюдая точность и аккуратность в работе, каждый может преодолеть эти трудности. В статье, напечатанной в этом номере, сообщаются основные сведения о цветной фотографии. В следующем номере будет рассказано о некоторых ее особенностях в отдельных разделах научной фотографии. ЦВЕТНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ В современной фотографии цветное изображение на пленке и фотобумаге «строится» из трех красок. Получать множество цветов и оттенков смешением всего лишь трех основных красок с давних пор умели живописцы. Этим пользуются для получения многоцветного изображения и в современном полиграфическом производстве. Три основные краски: желтая, пурпурная (красно-фиолетовая) и голубая (сине-зеленая) создают все многообразие цветов. Цвет предмета зависит от того, как отражаются этим предметом световые лучи. Если белый солнечный свет (или бе- \ 2 4 5 б] 1. Избирательное поглощение света красками — желтой, пурпурной и голубой 2. Образование новых цветов при смешении трех красок 3. Поперечный разрез цветной трехслойной пленки: а — до проявления; б — после проявления, отбеливания и фиксирования 4. Схема образования цветного изображения в негативе и в отпечатке: а — цветной объект съемки; б — строение цветного негатива (поперечный разрез); в — цветное изображение в негативе; г — строение цветного позитива (поперечный разрез); д — цветное изображение в позитиве Пробные отпечатки для определения правильной выдержки при цветной печати Пробные отпечатки для определения нужного светофильтра при цветной печати Химия и Жизнь, № 3
лый свет лампы) отражается какой-то поверхностью целиком, мы называем эту поверх- ность белой. Поверхность предмета может поглощать световые лучи, тогда отражаться их будет меньше. Если все цветные лучи, входящие в состав белого света, поглощаются в равной степени, то отраженный свет по своему спектральному составу не отличается от первоначального падающего света, он только ослаблен, и поверхность кажется нам серой. Если свет поглощен полностью, — поверхность черная. Цветной предмет, например красный, при освещении его белым светом поглощает свет избирательно: из лучей, составляющих белый свет, непоглощенными остаются преимущественно красные лучи, и мы их видим, а все остальные лучи — фиолетовые, синие, голубые, зеленые, желтые и оранжевые — оказываются в основном поглощены поверхностью предмета. У трех основных красок, из которых получают многоцветные изображения, определенное избирательное поглощение (фото 1 на цветной вклейке): желтая краска поглощает только фиолетовые и синие лучи, пурпурная краска — зеленые и желтые, голубая — оранжевые и красные. Чтобы получить, например, красный цвет, нужно смешать две краски — желтую и пурпурную; их смесь оставит непоглощенными оранжевые и красные лучи, которые в сумме составят яркий алый цвет. Смешивая голубую и пурпурную краски, таким же образом получают синий цвет, а смешивая желтую и голубую — зеленый цвет (фото 2). Из двух или сразу трех красок, взятых в разных пропорциях, «строятся» различные цветовые оттенки. Используя все три краски, получают смесь серого или черного цвета. КАК ПОЛУЧАЕТСЯ ЦВЕТНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ НА ФОТОПЛЕНКЕ? В светочувствительном слое цветной фотопленки содержится особое бесцветное вещество, так называемый краскообразу- ющий компонент, который при проявлении превращается в краску. Три необходимые основные краски получаются в трех разных светочувствительных слоях пленки, расположенных один над другим (фото 3). Краска из одного слоя в другой не проникает. В верхнем слое при проявлении образуется только желтая краска, в среднем — только пурпурная и в нижнем — только голубая. Свет, который проходит через проявленный негатив, поглощается каждым цветным слоем по-разному: в зависимости от того, сколько краски в нем образовалось. При съемке каждый из трех светочувствительных слоев «отзывается» на действие только таких лучей, которые могут поглощаться краской, образующейся в этом слое при проявлении. Верхний слой пленки чувствителен только к фиолетовым и синим лучам; ни зеленые, ни желтые, ни красные лучи не могут построить изображение в этом слое. На средний слой пленки действуют только зеленые и желтые лучи, а в нижнем слое изображение «строится» оранжевыми и красными лучами. Если мы сфотографируем красный флаг, то получим его изображение в нижнем слое пленки, и оно будет голубого цвета. Зеленая трава и деревья окажутся сфотографированными в среднем слое пленки, и изображение их будет пурпурным. Синий василек дает изображение желтого цвета в верхнем слое пленки. Цветной негатив выглядит очень непривычно потому, что изображение на нем мы видим не в истинных цветах, а в «дополнительных». Рассматривая цветной негатив, сразу можно оценить многие качества его: резкость, контрастность, общую фотографическую плотность (т. е. увидеть, темный негатив или светлый), но судить о правильности передачи цветов до тех пор, пока не сделали пробный отпечаток, нельзя. Цветная фотобумага также состоит из трех светочувствительных слоев. Они отличаются от слоев негативной пленки меньшей светочувствительностью. Верхний слой фотобумаги чувствителен также к синим лучам, и в нем проявляется изображение желтого цвета; средний слой чувствителен к зеленым лучам и дает изображение пурпурного цвета; нижний слой чувствителен к красным лучам, и в нем возникает голубое изображение. Цвет позитивного изображения на отпечатке — дополнительный по отношению к негативу — правильно воспроизводит цвет объекта съемки (фото 4). Точность передачи каждого цвета на отпечатке зависит от того, насколько точно выдерживаются необходимые условия съемки, проявления и печати. КАК ФОТОГРАФИРОВАТЬ НА ЦВЕТНОЙ ПЛЕНКЕ? Все виды фотосъемки на цветной пленке — макро- и микросъемка, репродукционная и ландшафтная и т. п.— выполняются с применением той же аппаратуры и тех же приемов съемки, что и при фотографировании на черно-белой пленке. Единственное, что отличает цветную съемку от черно-белой, — это освещение. Цветная пленка рассчитана на определенный спектральный состав света, освещающего объект съемки. Представим себе, что один и тот же предмет мы
снимаем один раз с дневным светом, а второй раз с электрической лампой. В дневном свете (мы называем его белым) синих лучей больше, чем красных; в свете электрической лампы (мы тоже называем его белым, хотя он желтее дневного) красных и желтых лучей больше, чем синих. На одной и той же цветной пленке эти два снимка получатся неодинаковыми: при съемке с дневным светом верхний (чувствительный к синему) слой пленки освещен сильнее, чем при съемке с электрической лампой, и поэтому негативное изображение будет более желтым. Цветная негативная пленка выпускается двух сортов: для съемки с дневным светом — «ДС» и для съемки с электрическим светом — «ЛН». Нужно обязательно снимать только с таким освещением, на которое рассчитана пленка. Спектральный состав дневного света меняется в зависимости от времени дня, облачности и расположения объектов съемки. Пленка «ДС» рассчитана только на съемку в солнечную погоду при освещении объекта прямыми лучами солнца; в пасмурную погоду или при съемке в тени снимки получаются синими, и исправить их практически невозможно. Снимая на пленке «ЛН», нужно пользоваться электрическими лампами большой мощности A00—500 ватт), а еще лучше специальными фотолампами. Важно следить, чтобы напряжение тока, который подается на лампы, было нормальным, иначе цвет освещения изменяется. Для микросъемки, репродукционной и макросъемки с искусственным освещением употребляют пленку «ЛН». Если же приходится снимать с электрическим светом на пленке «ДС», то на объектив фотоаппарата (или при микросъемке — на осветитель) надевают синий светофильтр, чтобы приблизить состав электрического света к дневному. Ни в коем случае не следует освещать объект одновременно дневным и электрическим светом. Выдержку обычно выбирают по светочувствительности, указанной на упаковке пленки, так же как это делают и при черно-белой съемке. Если выдержку подбирают пробной съемкой, то пробные снимки можно проявлять в черно-белом проявителе № 2 в течение 8 минут и фиксировать так же, как черно-белую пленку. По черно-белому негативу с темно-желтым фоном, полученному таким ускоренным способом, легко выбрать правильную выдержку. КАК ПРОЯВЛЯТЬ ЦВЕТНУЮ ПЛЕНКУ? Цветную пленку проявляют в специальном цветном проявителе в полной темноте. При проявлении нужно очень точно выдерживать температуру проявителя A8°С). Катушку с пленкой непрерывно вращают в бачке. Если не соблюдать это условие, то при проявлении неподвижной пленки на негативе против перфорационных отверстий получаются синие поперечные полосы. Время проявления — пять с половиной минут, если проявитель свежий, \а объект съемки был достаточно контрастным. Если проявитель уже был использован (в одной порции проявителя можно обработать до пяти пленок) или если требуется увеличить контрастность негатива, время проявления — от шести с половиной до семи с половиной минут. Проявленную пленку нужно тщательно промыть в сильной струе проточной воды. Температура промывной воды может быть любой (но не выше 20° С, так как в теплой воде светочувствительный слой размягчается и деформируется). Чем холоднее вода, тем медленнее в ней растворяются вещества, которые надо удалить из пленки промывкой. Поэтому в холодной воде пленку следует промывать дольше. При 18° С промывают не менее 15 минут, при 10° С — не менее 20 минут. От длительной промывки изображение ухудшаться не может, но недостаточная промывка, как правило, — причина образования сильной цветной вуали 6*
(обычно буро-коричневого цвета). Промытую пленку отбеливают в стандартном растворе при комнатной температуре. В отбеливающем растворе обесцвечивается черное металлическое серебро, которое образовалось в светочувствительном слое при проявлении одновременно с краской. Если отбеливание недостаточно, оставшееся серебро загрязняет изображение, делает его менее ярким. Остаток серебра обнаруживается по зеленому отблеску на обратной стороне негатива. Фиксируют негатив при комнатной температуре в стандартных растворах. КАК ДЕЛАТЬ ОТПЕЧАТКИ С ЦВЕТНЫХ НЕГАТИВОВ? Сначала подбирают правильную выдержку. Это делается, как и в черно-белой фотографии, пробной печатью: разные участки полоски бумаги освещают с неодинаковой выдержкой (фото 5). На пробном отпечатке слишком сильно освещенные участки получаются чересчур синими, недостаточно освещенные — желтыми. Но и участок, освещенный с правильной выдержкой, редко оказывается хорошим по цветопередаче. Кро ме этого требуется подобрать определенный спектральный состав печатающего света. Это делается с помощью набора специальных корректирующих светофильтров. Комплект светофильтров состоит из 33 стекол (или пленок) трех цветов: 11 желтых светофильтров, 11 пурпурных и 11 голубых. Светофильтры каждого цвета различаются между собой по плотности. Плотность самого темного светофильтра принята за 100%. Плотность каждого следующего из остальных светофильтров меньше на 10%. У самого прозрачного светофильтра плотность 5%. Принято обозначать цвет и плотность каждого светофильтра шестизначным числом: первые два знака означают плотность желтого светофильтра, вторые два знака — плотность пурпурного и последние две цифры — плотность голубого. Например, числом 00 40 00 обозначается пурпурный светофильтр, плотность которого 40%. Число 20 00 80 показывает, что сложены вместе два светофильтра: желтый с плотностью 20% и голубой с плотностью 80%. Если пробный отпечаток получился слишком пурпурным, нужно печатать этот негатив с пурпурным светофильтром. Какой плотности потребуется пурпурный светофильтр, сразу сказать нельзя,' его нужно подобрать пробной печатью. На полоске бумаги делают несколько отпечатков небольших (наиболее важных по смыслу) участков изображения с пурпурными светофильтрами разной плотности. На фото 6 показаны пробные отпечатки, сделанные со светофильтрам и 00 00 00; 40 00 00; 60 00 00; 00 80 00. С ветофил ьтры вкладывают в специальное гнездо в увеличителе или просто держат их перед объективом. Печатая со светофильтрами, нужно обязательно увеличивать выдержку Выдержка в зависимости от Плотность светофильтра, о/ Без светофильтра 10 20 30 40 50 СО 70 80 90 100 НО 120 130 140 150 160 170 180 190 200 5 5,5 6,1 6,7 7,3 8,0 8,8 9,7 10,7 11,8 12,9 14,2 15,6 17,2 18,9 20,8 22,9 25,1 27,7 30,9 33,5 плотности 10 11,0 12,1 13,3 14,6 16,1 19,7 19,5 21,4 23,6 25,9 28,5 31,4 34,5 37,9 41,7 45,9 50,5 55,5 61,1 67,2 светофильтра 15 16,5 18,2 20,0 22,0 24,1 26,6 29,2 32,1 35,3 38,9 42,7 47,0 51,7 56,9 62,6 68,8 75,7 83,3 91,6 100,7 Выдержка, сен. 20 22,0 24,2 26,6 29,3 32,2 35,4 39,0 42,9 47,1 51.8 57,0 62,7 69,0 75,9 83,5 91,8 101,0 111,0 122,2 134,4 25 27,5 30,3 33,3 36,6 40,2 44,3 48,7 53,5 58,9 64,8 71,2 78,4 86,2 94,8 104,3 114,7 126,2 138,8 152,7 167,9 30 33,0 зс,з 39,9 43,9 48,3 53,1 58,5 64,3 70,9 77.8 85,6 94,1 103,5 113,9 125,2 137,8 151,5 166,7 183,3 201,7 40 44,0 48,4 53,2 58,6 64,4 70,9 77,9 85,7 94,3 103.7 114,1 125,5 138,0 151,8 167,0 188,7 202,1 222,3 244,5 268,9 50 55,0 60,5 66,6 73,2 80,5 88,6 97,4 107,2 117,9 129.7 142,6 156,9 172,6 189,8 208,8 229,7 252,6 272,9 305,7 336,2 |
в зависимости от плотности взятого светофильтра. Выдержку определяют по таблице. Например, если правильная выдержка без светофильтра 10 секунд, то со светофильтрами 00 20 40 выдержка должна быть 18 секунд, так как плотности 20 и 40, складываясь, дают 60%. Для желтого светофильтра при определении выдержки плотность принимают в два раза меньшей. На фото 6 правильная передача цвета получена на четвертом отпечатке. Теперь можно таким же образом (используя желтый светофильтр с плотностью 60%) печатать все кадры негатива, снятые в совершенно одинаковых условиях. Иногда исправить передачу цвета светофильтром одного цвета не удается. Если лучший отпечаток, полученный пробной печатью с пурпурными светофильтрами, оказался, например, слегка голубым, то к пур- С цветных негативов получаются хорошие отпечатки на черно- белой бумаге. Изображение на цветных негативах мелкозернистое и допускает большие увеличения. Цветной негативный проявитель можно с успехом использовать и для проявления цветной фотобумаги. Время проявления то же, что рекомендовано для позитивного проявителя. Если нужно увеличить контрастность цветного изображения, то при составлении проявителя рекомендуется увеличить в нем количество цветного проявляющего вещества в полтора раза. Качество передачи цвета при цветной съемке и цветной печати принято оценивать по передаче пурному светофильтру нужно добавить разные по плотности голубые светофильтры, снова по полученным отпечаткам выбрать лучший и по нему определить окончательные условия печати. Цветная печать — процесс трудоемкий, и фотографы часто соблазняются «ускоренными» способами обработки снимков, о которых иногда сообщается в литературе. Это редко приводит к хорошим, результатам. Рекомендуется строго придерживаться способов обработки, указанных в наставлении, которое прилагается к пленке и к фотобумаге. Подбирать светофильтры при печатании нужно также последовательно; попытки «ускорить» этот процесс беспорядочной печатью обычно кончаются неудачей, а точность и аккуратность всегда вознаграждаются отличными результатами. ПЯТЬ СОВЕТОВ так называемой серой шкалы. Серую шкалу — ряд полей серого цвета или просто большую черно-белую фотографию снимают вместе с главным объектом съемки. Если на отпечатке серая шкала получается правильного серого цвета, можно считать, что и все другие цвета воспроизведены точно. При длительной промывке пленки после проявления нужно крышку бачка придавить грузом или прижать к бачку проволочным зажимом, чтобы крышка не приподнималась под напором воды. УВАЖАЕМЫЕ ЧИТАТЕЛИ! Редакция обращается к вам с просьбой принять участие в заочной читательской конференции. Журнал перед вами. Наверное, вы уже составили себе мнение о том, что вам в журнале нравится или не нравится. Нам важно знать это мнение. Просим вас заполнить предлагаемый вопросник и прислать ответы в редакцию. Напоминаем адрес: МОСКВА В-333, ЛЕНИНСКИЙ ПРОСПЕКТ, 61, «ХИМИЯ И ЖИЗНЬ». На конверте надпишите: ЧИТАТЕЛЬСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ (см на обороте)
НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ БИБЛИОТЕЧНЫХ ЧИТАТЕЛЕЙ ПРОСИМ ЭТУ СТРАНИЦУ НЕ ОБРЕЗАТЬ. НО ПЕРЕПИСЫВАТЬ ВОПРОСЫ ТОЖЕ НЕ НУЖНО, ПРОСТО СТАВЬТЕ ИХ НОМЕРА ПЕРЕД ОТВЕТАМИ. 1. Ваш возраст? 2. Ваша специальность? 3. Откуда вы впервые узнали о журнале? (из газет, по радио, от другого читателя, в библиотеке, в киоске) 4. Как вы оцениваете статьи и заметки постоянных разделов журнала? (Проставьте отметки по пятибалльной системе.) Проблемы и методы современной науки Элемент №... Наука о живом Как делают вещи и вещества Клуб Юный химик и другие разделы и рубрики, каким сочтете нужным проставить отметки: 5. Как вы оцениваете художественное оформление журнала в этом году? Если хотите, — назовите ваш адрес и фамилию. Меня заинтересовала статья, помещенная в восьмом номере журнала «Химия и жизнь» за 1966 г. — «Пиротехника — наука и искусство». Я хотел бы знать подробности о том, как запустить ракету. Каков пороховой заряд! Каково приспособление для взлета ракеты! Если возможно, дайте ответы на эти вопросы. Р. ЗИЯТДИНОВ, ученик 10 класса (Казань) На вопросы отвечает автор статьи инженер Е. В. Грузинов. Заниматься пиротехникой в домашних, не приспособленных для этого условиях, нельзя. «Любительство» здесь ЧРЕВАТО ОЧЕНЬ БОЛЬШИМИ ОПАСНОСТЯМИ, вплоть до оторванных пальцев и обожженных лиц. Это относится и к попыткам самостоятельного изготовления и запуска пороховых ракет. Необходимо твердо усвоить, что все так называемые «зерненые» пороха — и винтовочные, и артиллерийские, и охотничьи — НЕЛЬЗЯ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ САМОДЕЛЬНЫХ РАКЕТ. «Зерненые» пороха имеют большую поверхность горения. При сжигании они дают очень много газов за короткий промежуток времени. Если такой заряд воспламенится в самодельной ракете, то он практически мгновенно создаст внутри нее большое давление. Бумажная или картонная оболочка ракеты неминуемо разорвется, и взрыв этот может причинить несчастье. Обычно пороховой заряд пиротехнической ракеты представляет собой плотно спрессованный «столбик» из черного пороха с каналом внутри. Такой достаточно сильно спрессованный порох сгорает параллельными слоями, постепенно, выделяя за единицу времени строго определенное количество газов, не приводящее к взрыву. Разумеется, СПРЕССОВАТЬ ПОРОХ МОЖНО ТОЛЬКО В ЗАВОДСКИХ УСЛОВИЯХ. Воспламеняют пороховые заряды пиротехнических ракет через огнепроводный (бикфордов) шнур. Он состоит из пороховой сердцевины с проходящей через нее направляющей — хлопчатобумажной ниткой, пропитанной селитрой. Шнур имеет льняную или джутовую оболочку. Оболочка пропитана асфальтом, гуттаперчей или искусственным материалом — для предохранения от влаги. Скорость горения бикфордова шнура строго постоянна —' она равна 1 см в секунду. Это сделано для того, чтобы каждый отрезок шнура сгорал в точно рассчитанное время. Шнур должен догореть не раньше, чем люди успеют отойти на безопасное расстояние. Запускаются, пиротехнические ракеты поодиночке или группами со специальных деревянных станков. Главная деталь такого станка— деревянный желоб, поднятый под углом 55—60 градусов к горизонту. Повторяем: ПИРОТЕХНИЧЕСКАЯ «САМОДЕЯТЕЛЬНОСТЬ» ОПАСНА. ЗАНИМАТЬСЯ ПИРОТЕХНИКОЙ БЕЗ СПЕЦИАЛИСТА НЕЛЬЗЯ.
8 МАРТА —ПРАЗДНИК ЖЕНЩИН. РЕДАКЦИЯ ПОЗДРАВЛЯЕТ ВСЕХ ЧИТАТЕЛЬНИЦ И ВМЕСТО ПОДАРКА ПРЕДЛАГАЕТ ИХ ВНИМАНИЮ ЭТУ ЗАМЕТКУ НА ТРАДИЦИОННУЮ «ВОСЬМОМАРТОВСКУЮ» ТЕМУ. Главный ботанический МИМОЗА? НЕТ, АКАЦИЯ! рад АНСССБ? Еще лютуют холода, а на улицах городов уже продаются букетики желтых пушков мимозы — первых посланцев приближающейся весны. Мимоза эта хорошо всем знакома. Но далеко не все знают, что на самом деле это... вовсе и не мимоза. Настоящая мимоза — маленький кустарник с розоватыми клубками соцветий и паль- чато-перистыми листочками, которые обладают удивительным для растений свойством — реагировать на прикосновение. Если неосторожно дотронуться до листа мимозы, он быстро сложит свои дольки, а при сильном ударе — и весь поникнет. А возьмите нашу «мимозу» — сколько до ее листьев ни дотрагивайся, они не сложатся. Настоящее название этого растения — акация, акация серебристая, или, правильнее, подбеленная (Acacia dealbata). Не подумайте только, что она сродни известным растениям, которые называют в народе белой или желтой акацией. Здесь — снова путаница: и та и другая «акации» относятся к совсем другим родам растений (первая — к роду Robinia, вторая — Caragana) и акациями называются по ошибке. Настоящая акация — это и есть «мимоза». Родина подбеленной акации — юго-восточная Австралия и Тасмания. Но она широко культивируется в южной Европе, а у нас, в СССР — на черноморском побережье Кавказа, где растет даже в диком состоянии. Это вечнозеленое дерево с толстым зеленоватым стволом 10—15 метров высоты и пышной, раскидистой кроной. Во время цветения — в феврале или начале марта — все дерево покрывается ярким золотисто-желтым пухом соцветий. Рассмотрим «пушок» акации поближе. Оказывается, это целое собрание крохотных цветочков — в одном соцветии- «пушкё» их бывает до 30. У каждого цветочка — невзрачная чашечка, и венчик, и целый пучок тычинок, заканчивающихся ярко-золотистыми пыльниками. Они-то и придают золотисто-желтый цвет всему соцветию. Но цветки акации — это не только красота. Это источник множества различных полезных веществ. Самый ценный продукт, получаемый из цветков акации,— применяемое в косметике конкретовое масло, сложная смесь разнообразных органических веществ, куда входят два кристаллических углеводорода, анисовый и пальмитиновый альдегиды, энанто- вая и ангеликовая кислоты, эфиры анисовой, пальмитиновой и уксусной кислот, а также небольшое количество фенолов и один спирт с сильным запахом амбры. Но главное, из-за чего разводят подбеленную акацию,— это камедь, клейкое вещество, которое выделяется из трещин ее коры, как смола у наших северных елок. Состоит она в основном из полисахарида ара- бана (CsHio05)ni который при гидролизе распадается на свои структурные единицы — молекулы сахара арабинозы С5Н10О5. Камедь подбеленной акации находит разнообразное применение. Раствор ее принимают внутрь в качестве обволакивающего средства: она уменьшает раздражение при воспалительных и язвенных процессах в желудке и кишечнике, при приеме некоторых раздражающих лекарственных препаратов; камедь замедляет всасывание различных лекарств и этим продлевает их действие. Кроме того, камедь используется как эмульгатор в масляных эмульсиях, где она служит заменителем аравийской камеди — гуммиарабика. Вот какая наша «мимоза» —* и красивая, и полезная...
48
рассказы о лекарствах ЖИВАЯ ВОДА Минеральные воды вкусны и полезны. Пейте минеральные воды! Из торговой рекламы Все чаще появляется у нас за обеденным столом бутылка минеральной воды. Кто не пробовал эти освежающие, с приятной кислинкой, газированные напитки? Но минеральные воды — еще и замечательное лечебное средство, нередко приходящее на помощь врачу в тех случаях, когда бессильны обычные медикаменты. О лечебном применении минеральных вод мы попросили рассказать заведующего отделом изучения курортных ресурсов Центрального научно-исследовательского института курортологии и физиотерапии Глеба Александровича НЕВРАЕВА. В разные исторические эпохи лечебное действие минеральных вод оценивалось по-разном>. Периоды безудержного энту- зиазма, когда больных заставляли ежедневно пить по нескольку литров воды, сменялись временами скептицизма, когда врачи повторяли вслед за известным медиком Патисье: «Воды иногда исцеляют, часто облегчают и всегда утешают...» Как же относится к минеральным водам современная медицина? Действительно, были времена, когда «воды» считались универсальным средством чуть ли не от любых болезней. Но ведь одновременно с ними пользовались огромной популярностью и другие модные способы лечения — например, кровопускания или всякие «очистительные» методы. О них сейчас помнят только историки меток прозаически выглядит оголовок скважины — то место, где Московская минеральная выходит на поверхность. По верхним трубам в скважину поступает сжатый воздух, по нижним течет минеральная вода Фото О. МИЛЮКОВА дицины. А минеральные воды остались прекрасным лечебным средством, проверенным временем. Чем объясняется целебное действие минеральных вод? Это зависит, прежде всего, от того, как их применять. Все знают, что можно принимать лечебные ванны и можно пить воды. Ванны действуют в основном на кожу, возбуждая нервные окончания и воздействуя рефлекторным путем на многие системы организма: сердечно-сосудистую, гормонально-ферментативную, механизмы терморегуляции. А механизм действия питьевых минеральных вод, о которых мы будем в основном говорить, еще сложнее. Прежде всего, они раздражают окончания чувствительных нервов слизистой оболочки рта, желудка, двенадцатиперстной кишки. Это рефлекторно изменяет деятельность пищеварительных желез, причем характер изменений зависит от того, когда принимать воду. Действуя на рецепторы рта и желудка, минеральные воды (в первую очередь, содержащие СОг, ионы гидро-
карбоната НСОз" и хлора) стимулируют выделение желудочного сока с повышенным содержанием соляной кислоты, а действие той же воды в двенадцатиперстной кишке вызывает обратный эффект. Это учитывает врач, назначая режим приема воды: если пить ее незадолго до еды или за едой, она не успевает покинуть желудок и усиливает выделение желудочного сока; если же пить воду за час до еды или больше, то она, миновав пустой желудок, попадает в двенадцатиперстную кишку, и выделение пищеварительных соков угнетается. Но не нужно думать, что любое заболевание желудка можно лечить любой водой, лишь бы принимать ее в нужное время. Ведь минеральные воды всасываются в кишечнике, и содержащиеся в них, часто в значительном количестве, соли попадают в организм. И тут уже многое зависит от того, что это за соли, то есть от химического состава воды. Например, воды, богатые хлористым натрием, служат дополнительным «сырьем» для выработки соляной кислоты. Если их применять систематически, намного снизить желудочную секрецию не удастся. Такие воды следует принимать при лечении заболеваний, сопровождающихся пониженной кислотностью, и пьют их, как правило, перед самой едой или во время еды. С другой стороны, при питье углекислых (щелочных) вод происходит некоторое ощелачивание организм а — уменьшается содержание в нем ионов водорода, также необходимых для выработки соляной кислоты. Поэтому курс лечения такими водами назначают при повышенной кислотности, и пьют их за час-полтора до еды. При всем том не нужно забывать и о других составных частях воды. Например, сульфаты тормозят желудочную секрецию, и поэтому сульфатные воды (например, Ижевскую, Московскую или Баталинскую) при пониженной кислотности не назначают: у них совсем другая область применения. Особую группу составляют минеральные воды, содержащие ничтожные количества минеральных солей, но богатые различными органическими соединениями типа битумов или гуминов. Механизм действия таких вод еще не изучен во всех подробностях, но ясно, что их несомненное лечебное действие связано с физиологической активностью этих соединений в орга-: низме. Минеральные воды такого типа (например, Нафтуся, Березовская и некоторые другие) с успехом применяются при заболеваниях желчевыводящих и мочевыводя- щих путей. Значит, можно сказать, что каждая минеральная вода, — как ключ со сложной бородкой, и к каждой болезни, к каждой комбинации нарушений нормальной жизнедеятельности нужно подбирать свой ключ с определенным сочетанием выступов и выемок? Конечно. Назначая курс питьевого лечения, врач учитывает все особенности течения заболевания у данного больного и прописывает ему воду именно того типа, который по своему составу будет самым полезным. Если, например, больной страдает гастритом с повышенной кислотностью или язвой желудка, то ему лучше назначить гидрокарбонатно-сульфатные воды с большим количеством кальция, например железноводские. Выпитые за час до еды, они затормозят выделение желудочного сока, содержащийся в них гидрокарбонат будет способствовать удалению слизи, а кальций снизит интенсивность воспалительных процессов. А хлоридные натриевые воды (такие, как Миргородская, Кармадон или воды, разливаемые в республиках Прибалтики) этому больному принимать не следует. Или другой пример. При желчнокаменной болезни одно из самых эффективных средств — минеральные воды, содержащие сернокислые соли, — те же Ижевская, Московская, Баталинская. Поступая в двенадцатиперстную кишку, такие воды вызывают пузырный рефлекс — сокращение желчного пузыря — и стимулируют выделение желчи в кишечник. Эти, а также гидрокарбонатные воды помогают ликвидировать застой желчи, который и приводит обычно к выпадению из нее осадков и образованию желчных камней. А при мочекаменной болезни используют другие минеральные воды: во-первых, мало минерализованные (они оказывают сильное мочегонное действие), а во-вторых, щелочные, содержащие бикарбонат кальция. Это предотвращает выпадение в осадок кристаллов мочевой и щаве-
левой кислот — так называемого «мочевого песка». Кстати, подобрать нужную минеральную воду гораздо легче при внекурортном лечении, чем на курорте: сейчас в продажу поступает больше 100 минеральных вод различного состава, а на курортах ассортимент обычно ограничен только местными водами. Почему же тогда считается, что полезнее всего именно ехать «на воды» и пить их непосредственно из источника? Это не совсем так. Во-первых, сейчас вряд ли можно найти такой курорт, где воду пили бы «непосредственно из источника»; для питья уже давно устраивают специальные сооружения — бюветы, куда воду подводят из источника или чаще из буровой скважины. Это позволяет сохранить состав и свойства воды и избежать ее загрязнения. А во-вторых, представление о том, будто минеральная вода, разлитая в бутылки, уступает натуральной, возникло еще тогда, когда целебные свойства вод приписывали неведомой «жизненной силе» или «водяному духу». Позже появлялись и другие теории, сторонники которых приходили к подобным же выводам. Правда, эти теории не получили всеобщего признания. Но их практическое применение приводило к тому, что еще в начале прошлого столетия в Кисловодске больные купались в бассейнах с ледяным нарзаном. А лет пятьдесят назад я своими глазами видел, как в Железноводске курортники, обжигаясь, пили воду прямо из буровой сква- жены Славяновского источника, где ее температура 56°С! Современные научные данные позволяют утверждать, что если правильно взять воду из источника и разлить ее в бутылки, то она сохранит свои лечебные свойства. И все-таки нужно признать, что лечение водами на курорте обычно эффективнее, чем в домашней обстановке. Но здесь к действию вод присоединяется, усиливая его, благотворное влияние всего комплекса курортных факторов: правильного режима, перемены обстановки, рационального питания, отдыха... Если при домашнем лечении постараться, насколько возможно, воспроизвести эти условия, результаты вряд ли будут много хуже. Другими словами, здоровый режим лечит иногда не хуже, чем сами минеральные воды? И раз уж речь зашла о режиме, то хотелось бы знать, как вы с позиций современной медицины оценили бы режим для лечения на Марциальных водах, предписанный указом Петра I, который мы публикуем на стр. 53—54. На этих рекомендациях отразились го^ подствовавшие тогда в медицине представления о пользе «очистительного лечения» (например, советы, касающиеся «проносных лекарств»), которые, конечно, полностью устарели. Нельзя согласиться и с перечнем болезней, при которых якобы помогают Марциальные воды: полностью принять можно, пожалуй, только указание на их мочегонное действие. Зато очень ценно то, что в «Правилах» многократно подчеркивается важность режима и правильного питания. Общий смысл рекомендуемой Петром диеты ясен: нужно ограничиваться теми видами пищи, которые легко усваиваются организмом (например, есть яйца только всмятку). И это в принципе верно, хотя список запрещенных блюд явно чересчур строг. Целиком прав Петр и там, где он указывает на недопустимость самолечения и советует обращаться к «лекарю» и в начале лечения и при малейших отклонениях от нормы и осложнениях^ Сейчас минеральные воды все шире используют не только в лечебных целях, но и просто как столовый напиток. В магазинах (по крайней мере, московских) продается много разных минеральных вод. Нет ли среди них таких, которые можно применять только по указанию врача и не следует пить всякому желающему? Общие требования к столовым минеральным водам касаются прежде всего степени их минерализации. Чем больше в воде солей, тем сильнее ее действие на организм и тем менее желательно употреблять ее как столовую. Мы считаем, что для хло- ридно-натриевых столовых вод минерализация не должна превышать 4—4,5 г/л, для гидрокарбонатных — примерно б г/л; для вод смешанного состава граница лежит где-то между этими цифрами в зависимости от соотношения хлоридного и гидрокарбонатного ионов. Высокоминерализованные воды — Поляна Квасова, Ессентуки
I №4 и № 17, Семигорье, Зваре, Машук, Новоижевская, Баталинская, Лысогорская, воды Литовской ССР — не следует употреблять как столовые. Кроме того, лучше вообще не пить никаких столовых минеральных вод людям с явлениями сердечно-сосудистой и почечной недостаточности. И последний, сугубо практический вопрос: КАК лучше всего пить минеральные воды — теплыми или холодными, залпом или глотками и так далее? Прежде всего, очень важно пить воды вовремя. Я уже говорил, что выпитая перед едой минеральная вода, как правило, стимулирует выделение желудочного сока, а выпитая за час или больше — тормозит. Большое значение имеет и температура воды. Если подогреть ее до температуры тела C5—40°С), то она освобождается от избытка углекислоты, возбуждающей желудочную секрецию, и не задерживается в желудке. В таком виде воды пьют при повышенной кислотности. Чтобы вода еще быстрее «проскакивала» в двенадцатиперстную кишку, лучше пить ее быстро, большими глотками. А при снижении кислотности нужно все делать наоборот. Подогретые до 40—45°С воды назначают при заболеваниях, которые сопровождаются болями, расстройствами стула, спазмами. Если же больной имеет склонность к запорам, то воду лучше пить холодной. И раз уж мы так углубились в тонкости лечебного применения различных минеральных вод, то я хотел бы еще раз напомнить читателям: правильно поставить диагноз заболевания и назначить нужный курс лечения минеральными водами может только врач. Попытки самолечения обычно не приносят пользы, а могут причинить только вред. Беседу записал А. ИОРДАНСКИЙ Что вы знаете и чего не знаете о минеральных водах ЦЕЛЕБНАЯ ФОРМУЛА В таблице минеральных вод, которую мы публикуем в этом номере, после каждого названия стоит диковинная с виду формула. Вот, например, вода Джермук: ка al сел KC0357S0429 - м 4,6 со2 ; .4Г. -это i\a /3 (Са 16) не что иное, как формула химического состава воды, разработанная еще в 1921 г. профессором М. Г. Курловым и с тех пор несколько усовершенствованная. А прочитать эту формулу не так уж сложно. В начале формулы стоит буква М и число. Это общая минерализация воды. По нашей формуле в каждом литре Джермука содержится 4,6 г разнообразных химических соединений. А о том, какие это вещества, рассказывает основная часть формулы, где в числителе стоят преобладающие анионы, а в знаменателе — катионы. Но здесь они измеряются уже не в граммах на литр, а в процентах от суммы миллиграмм-эквивалентов (мг-экв) всех катионов или всех анионов. По такой записи удобно сравнивать состав и возможное действие различных минеральных вод. Ведь лечебный эффект зависит не только от «валового» веса ионов, но и от их количества и валентности. А при записи весового соотношения разных ионов, какая дается на этикетках бутылок, эти величины маскируются различиями в молекулярных весах. Поэтому и положены в основу формулы миллиграмм-эквиваленты ионов, которые получаются при делении весового содержания данного иона в воде на его эквивалентный вес (атомный или ионный вес, деленный на валентность). И в формулу ставятся не абсолютные величины миллиграмм-эквивалентов, а доля, приходящаяся на каждый ион, от суммы всех катионов или 6НИОНОВ. Теперь стоит еще раз взглянуть на формулу, и вы узнаете, что в составе Джермука из общего количества анионов больше половины E7%) приходится на ион гидрокарбоната, а четверть — на ион сульфата. Значит, по анионному составу эта вода относится к группе гидрокарбонатно- сульфатных. А среди катионов в ней преобладает натрий и содержится еще кальций (он не относится к числу преобладающих ионов и поэтому в формуле стоит в скобках).
Что же касается углекислого газа, который обозначен перед дробью, то это значит, что вода источника Джермук содержит свободную углекислоту. Для вод, разливаемых в бутылки, это не имеет значения: их все равно газируют искусственно. САМЫЕ СОЛЕНЫЕ К минеральным водам советские ученые относят природные воды, содержащие в литре более 2 граммов солей. Для питья употребляются, как правило, воды с минерализацией не выше 15 г/л. Более соленые воды считаются преимущественно «купальными», и лишь немногие из них используются как питьевые. Это, например, гидрокарбонатные натриевые воды польских источников Зубер B0—29 г/л), хлоридно-гидрокар- бонатные натриевые воды Синегорских источников на Сахалине B2—25 г/л), сульфатные натрие- во-магниевые слабительные воды Баталинского источника B1 г/л) и некоторые другие. Для сравнения можно указать, что средняя соленость морской воды около 35 г/л. ПОСВЯЩЕНЫ ГЕРАКЛУ Целебное действие минеральных вод было известно человеку еще в глубокой древности. По преданию, герой греческих мифов Геракл, готовясь вступить в бой с посланным Зевсом орлом, который клевал печень Прометея, набирался сил, купаясь в богатырском источнике на Кавказе. Поэтому Геракла греки считали богом-покровителем естественных минеральных вод и посвящали ему все термы — горячие источники. Очень ценили минеральные воды римляне. Один из первых римских врачей — знаменитый Асклепиад A2В—56 гг. до н. э.), грек по рождению, разработал целую систему водолечения. Римляне знали и использовали для лечения многие впоследствии знаменитые минеральные источники завоеванной ими Европы, в том числе источники Э-ле-Бэна, Аахена, Баден-Бадена, Тренчан- ские теплицы на территории современной Чехословакии. Но наибольшей популярностью среди римской знати пользовался водолечебный курорт поблизости от столицы — Байи. Правда, собиравшееся там высшее общество так бурно проводило время, что пользы эти воды приносили немного. Один из современников сокрушался по этому поводу: «Balnea, vina et venus corrumpunt corpora nostra» — «Купанья, вина и любовь сокрушают наше тело»... ПЕТР I И МАРГИНАЛЬНЫЕ ВОДЫ История изучения и использования минеральных вод России связана с именем Петра I. Ему принадлежит заслуга организации первого у нас водолечебного курорта— Марциальных вод в За- онежье, недалеко от современного Петрозаводска. Целебный источник был случайно открыт здесь еще в 1714 г. «молотовым работником» Иваном Рябоевым. Шесть лет спустя он писал об этом Петру: «Был я нижайший... послан за урядом в зимнее время над рудяными возчиками у железной руды на Рав- болоте, и до того я нижайший скорбел многие годы сердечною болезнию: а из которых мест с оного болота крестьяне руду возили, а я нижайший за оною болезнию чуть жив волочился, и пришед к колодецу и стал воду пить... И я нижайший раб твой из оного колодезя, ради своей болезни, по три дня воды пил, и после трех дней стало быть легче; и от того стал здоров и поныне ничем не болезную...» Весть об открытии источника дошла «по инстанциям» до Петра. В 1719 г. царь посетил заводы и попутно лечился водами. Действие их оказалось таким благотворным, что Петр ездил на во- ды еще трижды, проводя там по нескольку месяцев. Он даже издал именной указ «Объявление о Марциальных водах на Олонце», в котором значилось: «Понеже оныя воды исцеляют различный жестокия болезни, а именно: цынготную, ипохондрию, желчь, безсильство желудка, рвоту, понос, почечуйную, каменную, ежели песок, или малые камни, и оные из почек гонят, от водяной, когда оная начинается, от запору месячной крови у жен. от излишнего кровотечения у оных, от эпилепсии, выгоняют глисты, также лечат килы, и от прочих болезней великую силу имеют; и ежели кто добрым порядком, с воздержанием в пище и питии, будет их употреблять, то совершенно может исцеление получить; а когда без порядку кто будет их употреблять, с худою пищею и питием, также и не во время, то не токмо пользу какую получит, но еще вящшее повреждение здоровью своему и болезнь наведет. И для того Его Царское Величество, милосердуя к своим подданным, яко отец, надлежащие регулы о употреблении оных вод докторам, при своем бытии и употреблении оных, написать всемилостивейше указал, и объявить для ведения в народ, чтоб всяк сведом был, как оные воды употреблять, дабы непорядочным употреблением оных не был никто своему здоровью повредитель. ПРАВИЛА ДОКТОРСКИЕ, КАК ПРИ ОНЫХ ВОДАХ ПОСТУПАТЬ 1) По приезде к тем водам, надлежит несколько дней отдохнуть... и потом от пребывающего там придворного лекаря проносное лекарство повинен принять... 2) По принятии проносного
лекарства надобно на другой день зачать пить воду, таким образом, как от лекаря будет указано... 3) Надлежит те воды по утрам рано употреблять... и потом конечно еще три часа не обедать, а что долее кто не обедает, то лучше. 4) В то время, когда те воды кто пьет, не надлежит и сидеть; но надобно, сколько можно, ходить, чтобы движением хождения действу вод вспомогать; однако ж примечать, дабы от ходьбы не лишне потеть, и для того не гораздо скоро ходить. 5) После окончания пития вод, обедать... а перед обедом чарку водки тем, которые обыкли... выпить позволяется, а особливо анисовой, и за обедом рюмки три вина бургонского, или рейнвейну, или легкого вина французского... можно выпить; также от жажды полпива или самого легкого пива пить по малу не запрещается. А которые, для скудости, рейнвейну, бургонского, французского не имеют, тем другую чарку водки выпить позволяется, а не больше; а квасу, кислых щей, такожде браги весьма запрещается. 6) Равным же образом надлежит себя хранить и в пище, а именно: за обедом ничего студеного не есть, но надобно сперва похлебки есть и потом жаркое... также яйца свежие в смятку, а печеные и которые твердо варены запрещается. 7) Насупротив же того ниже- писанные непотребные пищи весьма запрещается вкушать: всякое соленье, кислое, копченое мясо, такожде всякие, как соленые, так и свежие рыбы, молоко, масляные кушанья, огурцы, капуста, репа, чеснок, лук, редька, грибы, грузди, которые в употреблении тех вод делают великий вред... 8) По вечерам ужинать понемногу дозволяется, однако так, чтобы после ужина часа два или три еще не спать; а лучше тому воды будут действовать, кто не будет ужинать. 9) После обеда вовсе спать запрещается... 10) Буде у кого те воды остановятся, что наниз или мочею не будут действовать, то лекаря спроситься надобно и с его позволения и совету, чг > прикажет, или какое лекарство даст, так и делать. 11) Когда окончается употребление вод по совету лека- реву, то проносное от него взять надлежит, и потом несколько дней отдохнуть до отъезду надобно; а эа лекарства настоящую цену платить помянутому лекарю, что надлежит. 12) Сие все по употреблении тех вод весьма хранить и ради своего здоровья по окончании пития тех вод еще по последней мере три или четыре недели таким же образом в пище и питии каждому себя содержать... 13) Время пития вод летом в июне и в июле... зимою же с половины января, февраль весь и март до половины, когда морозы; ибо воды те действительны суть в жары и морозы, а весною и осенью недействительны, для того, что от тали и от дождей другая вода примешается и оную испортит...» Интересно, что этот указ был первой русской публикацией на медицинские темы... Крутой нрав императора, насильно посылавшего своих приближенных на Марциапьные воды, немало способствовал посещаемости курорта. Но стоило Петру умереть, как ездить туда перестали. Только в середине XVIII века, в царствование императрицы Екатерины, считавшей себя продолжательницей дела Петра, курорт снова пережил кратковременный период расцвета. По современной классификации Марциальные воды относятся к мало минерализованным, железистым сульфатно-гидрокарбонатным, магниево-кальцие- вым. Их действительно применяют при некоторых заболеваниях — в первую очередь при различных анемиях. Сейчас на Марциальных водах снова работает санаторий. РОЖДЕНИЕ КУРОРТА Конечно, самый знаменитый водолечебный курорт СССР — Кавказские минеральные воды, где прекрасный климат сочетается с большим количеством минеральных источников самого разнообразного состава. Это и один из самых старых наших курортов. Источники Пятигорья упоминаются еще в «Книге Большому Чертежу» — первом географическом описании России, относящемся к 1627 г. Датой возникновения курорта на Кавказских минеральных водах считается 1В03 г., когда сюда был прислан врач, а у Нарзана построена крепость — зародыш будущего города Кисловодска. Условия жизни на курорте были самые первобытные. Первые дома появились в Кисловодске лишь в 1В19 г. — до этого приезжающие жили в саклях и наскоро сооруженных хижинах. Продовольствием приходилось запасаться на все время лечения заранее. Поэтому поездка «на воды» была настоящим путешествием, которое предпринимали только после солидной подготовки и большими партиями. По рассказу одного из современников, он встретил однажды на пути к источникам генерала, поезд которого состоял из 26 экипажей на 130 лошадях, а свита насчитывала не менее ста человек. Столь же примитивным было и оборудование для лечения. Первая купальня — две деревянные мужские и одна женская ванны — была сооружена в Кисловодске только в 1В12 г. Вода не подогревалась и не охлажда-
лась — больные так и купались в 12-градусном Нарзане и в 45-градусном Горячем источнике в Пятигорске. Все эти неудобства нашли отражение в описании курорта, оставленном А. С. Пушкиным, который побывал там дважды— в 1820 и 1В29 гг., по дороге в Арзрум. Вспоминая свое первое посещение, Пушкин в «Путешествии в Арзрум» писал: «...Ванны находились в лачужках наскоро построенных. Источники, большею частию в первобытном своем виде, били, дымились и стекали с гор по разным направлениям, оставляя по себе белые и красноватые следы. Мы черпали кипучую воду ковшиком из коры или дном разбитой бутылки...» Еще в середине прошлого века на Кавказских минеральных водах лечились, по традиции, так: сначала «мертвой водой» — на серных источниках Пятигорска, потом «живой водой» — в Желез- новодске и заканчивали курс в Кисловодске Нарзаном, который принимали в невероятных количествах— по 30 и больше стаканов в сутки. СОБСТВЕННОСТЬ РЕСПУБЛИКИ В 1915 г. русские врачи-курортологи собрались на «Съезд по улучшению отечественных лечебных местностей». Вряд ли кто-нибудь из его участников предвидел, что документы съезда станут ценнейшим материалом для будущих историков: в своих выступлениях они (вероятно, сами того не желая) подвели накануне революции печальный итог двухсотлетней истории курортов в царской России. О каком курорте ни заходила речь, — везде, с одной стороны, роскошные имения высокопоставленных лиц, дорогие частные санатории, а с другой, тут же рядом, — немыслимая грязь, антисанитария, отсутствие водопровода, канализации, плохое питание... К 1915 г. в России было зарегистрировано всего ЗВ6 минеральных источников, из них для питья использовалась вода лишь четырнадцати. Научные исследования курортов вели на свой страх и риск частные врачи — предложение создать на Кавказских минеральных водах бальнеологический институт было отвергнуто правительством. Всего 56 санаториев на 3000 мест существовало на русских курортах, и обслуживали они только 1,5% всех посетителей. Представители привилегированных классов предпочитали ездить «на воды» за границу. В 1912 г. в Ессентуках побывало всего 13 тысяч человек, а на близком по своим лечебным факторам курорте Карлсбад (теперь — Карловы Вары в ЧССР) — 70 тысяч, из которых около 20 тысяч русских. Да и на русских курортах подавляющему большинству населения места не находилось. Вот данные о социальном составе посетителей Кавказских минеральных вод за 1907 год: помещики и купцы — 41,9%, средняя буржуазия и зажиточные крестьяне (кулаки) — 23,8%, офицеры —10,5%, чиновники — 11,9%, духовенство—1,2%, «нижние чины» — 0.2%... Октябрь положил конец вековой несправедливости. Уже в 1919 г. СНК РСФСР издал декрет «О лечебных местностях общегосударственного значения», провозгласивший: «Лечебные местности или курорты... со всеми сооружениями, строениями и движимостью... составляют собственность Республики...» С тех пор русские курорты развиваются по новым путям. Рабочие, крестьяне, советская интеллигенция становятся главными их посетителями. Уже в годы гражданской войны восстанавливаются и расширяются старые курорты, возникают новые. Три курорта в 191В-м, 22—в 1920-м, 49 —в 1925-м... В 1920 году организуется Бальнеологический институт на Кавказских минеральных водах. Расширяется география лечебных местностей. В 1925 г. в Тульской области возрождается курорт Краинка, источники которого были забиты в 1871 г. самодуром-владельцем; возникает курорт Арз- ни, с широко известной сейчас лечебной водой. В 1926 г. начинает свою работу Дарасун — «сибирский Кисловодск», открывается первый санаторий в Цхалтубо; с 1935 г. работает курорт Джер- мук, во многом аналогичный Карловым Варам; начинается полная реконструкция района Кавказских минеральных вод. Сотни тысяч мест предоставляются больным в санаториях, обслуживающих теперь большинство посетителей курортов. Многочисленными экспедициями курортных научно-исследовательских институтов на территории СССР исследовано и описано более 4000 минеральных источников. Вместо четырех заводиков по розливу минеральных вод, существовавших до революции и выпускавших всего 18 миллионов бутылок в год, сейчас работает более 100 заводов и цехов в 13 республиках Союза общей годовой мощностью более 700 миллионов бутылок. Курортные богатства нашей огромной страны полностью принадлежат советскому человеку.
НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ПИТЬЕВЫЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ ВОДЫ СССР Типы вод по анионному составу по катион ному составу Название Местонахождение источника Формула При каких болезнях применяется Я карбонатные Натриевые Натрие- во- каль- циевые Боржоми Лужанская Поляна Квасова* Плосковская| Корнешт- екая Ачалукп Дилижан Саирме Ласточка Бадамлы Грузинская ССР УССР УССР УССР Молдавская ССР Чечено-Ингушская АССР Армянская ССР Грузинская ССР Хабаровский! крап Азербайджанская ССР .„ по^ НСО-,87 M7'0CO^^4air М7,5С08 НС03 96 М10,5СО2 М4,8С02 М2,7 М2,8 Na89 НС0388 Na95 НСОз 85 Na84 НСОз 89 Na97 HCQ379(S0445) Na99 МЗ,9СО. МЗ,6С02 М4,4С02 НСОд 78 (СИ5) 2 Na 83 (Call) НСОз 89 Na CO Ca 33 НСОд 400 Na 51 Mg 2Ъ Са 22 ,,п «™ НС03 73 C1 19 МЗ,9С02- Na|2Ca39 Заболевания желудка и двенадцатиперстной кишки, преимущественно с повышенной кислотностью желудочного сока. Хронические заболевания печени, желчного пузыря и желчевыводящих путей. Нарушения водно-солевого обмена, ыочекислый диатез. Хронические катары верхних дыхательных путей. Воды «Саирме», «Ласточка», «Бадамлы», маломинерализо- ванньге, с повышенным содержанием кальция, применяются также при заболеваниях моче- выводящих путей, а также недостатке кальция в организме (беременности, рахите и пр.) и аллергических состояниях (в т. ч. бронхиальной астме). Воды «Саирме» и «Ласточка», содержащие повышенное количество железа, — при анемиях различного происхождения а Гпдро- карбо- натные и гид- рока р- бонат- но- суль- фатные Кальцпе- во-маг-| ниевые Нарзан Арглан Турш-Сх Кука Се ленда Дарасун Амурская Кисловодск Бурятская АССР Азербайджанская ССР Читинская обл. Читинская обл. Читинская обл. Амурская обл. М2,8С02 МЗ,6С08 М2,2С02 М2,8С02 М2,ЗС02 М2,1С02 М2,7С02 НС03 60 SQ4 30 Са 60 Mg 23 nCO874SO420 Са 60 Mg 22 HC0;j 86 (Cl 12) Mg 44 Ca 37 HCQ3 95 Mg 43 Ca 42 HCQ8 95 Ca 53 Mg 25 HCO., 92 Ca 51 Mg 28 IIC03100 Ca37Mg36Na23 Хронические воспалительные заболевания желудка, желчного пузыря, желчевыводящих и мочевыводящих путей. Недостаток кальция в организме (беременность, рахиты и пр.). Аллергические состояния (в т. ч. бронхиальная астма). Все воды этой группы, кроме «Нарзана», содержащие повышенное количество железа, применяются при анемиях различного происхождения а а а а а а Cj Гидро- карбо- натно- суль- фатные и суль-| фатно- гидро- карбо- натные Натрие- во- каль- циевые Джермук Армянская ССР Славянов- ская Смирновская Железно- водск Железно- водск МЗ,5С02 МЗ,0СО2 НС0357 30429 Na 73 (Са 16) НС0Ч 46 S04 34 M4.GCO. гй In fi e Й в e к Na 59 Ca 31 HCOq48vSQ435 Na 59 Ca 32 Хронические воспалительные заболевания желудка с повышенной кислотностью. Хронические воспалительные заболевания печени, желчного пузыря, желчевыводящнх и мочевыводящих путей. Атошш кишечника я
(Таблица составлена кандидатом медицинских наук И. Н. РАЗЁНКОВОЙ) D .SZSHSZSHSZSZSZSZSZSZFaSHSZSZSZSZSZSZSZSHSZSZSZSZFaSZZSHSHSZSZSZSZSZSZSZSZSHSZSZSZEZSZSHSHSHSHSZS^J Типы вод по анионному составу по кати- онному составу Название Местонахождение источника Формула При каких болезнях применяется а а а а а а а а а а а а а а а а а а к С{ Гидро- С{ карбо- Qj натно- х лори дпые и хло- ' ридно- "i гидро- 1л карбо- G натные Натриевые Натриево-| кальциевые Ессентуки № 17** Ессентуки № 4* Семигор- ская** Ры чал-Су Арзни Куяльник Челкарская Зваре * Малкинская Магаук* Ессентуки Ессентуки Краснодарский край Дагестанская АССР| Армянская ССР УССР Казахская ССР Грузинская ССР Камчатка Пятигорск М13,0(Ю. М8,6СО. НС03 61 C139 Na91 НСОо 60 С140 М10,0 Na89 НС03 62 С1 37 М4,6 Na97 НСО, 76 С1 23 МЗ.ЗСО. Na95 С1 64 НС03 34 М3,1 М2,2 Na78 С160НСО320 Na84 C153HCO327SO420 М5,9Щ Na95 НС03 53 Cl 47 Na 69 Ca 27 ._, лгп HCQ363C137 M4'000' Na61Ca28 MC,8C02 C142HC0336SQ422 Na 62 Ca 27 Хронические заболевания желудочно-кишечного тракта, дискинезия желудка, кишечника и желчевыводящих путей. Как содержащие в основном ион натрия — антагонист кальция по действию на организм, — не рекомендуются при заболеваниях почек и мочевыво- дящих путей, беременности, аллергических состояниях, при склонности к задержке воды в организме. Хронические заболевания желудочно-кишечного тракта, дискинезия желудка, кишечника и желчевыводящих путей й Й Й ги Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Й Хлорид- но- суль- фатные и суль- фатно- хло- ридные Натриевые Сложного ка- тионно- го состава Новоижевская** Феодосия Шаамбры Ижевская Кашинская Московская Крымский Нарзан Баталин- ская** Лысогор- ская** УССР Феодосия Таджикская ССР РСФСР РСФСР РСФСР Феодосия Ставропольский край Ставропольский край М12,8 М4,0 М3,9 М4,9 М2,8 М3,9 М2,6 М20, О М19,8 C157SQ442 Na80 SO442C140 Na90 S04 73 Cl 23 Na93 SQ4 62 Cl 33 Na 38 Ca 39 Mg 23 SQ482(C117) Na 30 Ca 30 Mg 39 SQ494 Ca41Mg35Na24 Cl 54 SQ4 24 HC03 22 Mg43Na35Ca22 S04 84 (Cl 8) Na 54 Mg 39 SQ455C141 Na 67 Mg 24 Хронические заболевания желудка (преимущественно с повышенной кислотностью), печени. желчного пузыря, желчевыводящих путей pj Хлорид- № ные Натриевые Минская Кармадон Миргородская Минск Северо-Осе- тинекая АССР УССР М4,8 М3,4 М2,8 С182 Na 90 С182 Na82 С185 Na95 Хронические заболевания желудка (преимущественно с пониженной кислотностью), хронические воспалительные заболевания кишечника Не рекомендуются при повышенной секреции и кислотности желудочного сока, при заболеваниях почек и моче-
Окончание D SSSZJraSH5HSH5HSHSHSHSSSSnnSSSH51SZSHnSZSaSm5HSS ISZSZnSSSZSEnSHSSSHSSSSSSSHSHSHSHSBSaSZSSFdl e К G e Б G G G G G G G G G G G Типы вод по анионному составу по катион ному составу Название Местонахождение источника Формула При каких болезнях применяется а а а я а я а я а я а а а а а а Натриево-j кальциевые Друскинин- кап** Витаутас* Бируте* Кемерп Литовская ССР Литовская ССР Литовская ССР Латвийская ССР М10,5 С190 М8,6 М7,8 М4,8 Na 69 (Са 18) С183 Na 62 Са 23 С187 Na 62 Са 26 C181(SQ418) выводящих путей, при беременности, аллергических состояниях, при склонности к задержке воды в организме Na 42 Са 35 Mg 20 1 i i i i i * Эти воды в связи с их высокой минерализацией не рекомендуется систематически применять как столовые. ** Эти воды — лечебные, и их можно употреблять только по назначению врача. О. МИЛЮКОВ ВОДА ИЗ ВЕРХНЕГО ДЕВОНА — Из минеральных — только Московская. Покупатель-москвич, сожалея, пожимает плечами и уходит. «Своя» вода кажется чем-то несерьезным. Ее не везли с Кавказа или с Карпат, она «своя», добывается где-то тут, в Москве — кто ее знает, что за вода! Наберут, может, водопроводной, нагазируют и — «Пейте Московскую минеральную!»... ...В 1938 году на Пресне, у Горбатого моста, недалеко от Москвы-реки, геологи пробурили первую пробную скважину на минеральную воду. С глубины 345—350 м из скважины пошла вода, в составе которой обнаружили кальций, магний, натрий, железо и другие ценные вещества. И по составу и по действию на организм эта вода оказалась аналогом известной минеральной воды Ессентуки № 20. Над скважиной был построен небольшой завод для розлива Московской минеральной. Но действовать он начал только после войны. Давно уже нет в Москве этого завода. Теперь по этому месту проложен широкий проспект Калинина. Но в Москве обнаружен еще один пласт с точно такой же минеральной водой — на территории завода безалкогольных напитков в Останкине. И с 1961 года этот завод выпускает, кроме фруктовых вод и кваса» три миллиона бутылок минеральной воды в год. Московская минеральная вода поднимается из верхнедевонских пластов. Там, на глубине 355—376 м, в слоях известняков, мергелей и доломита с прослойками гипса находятся водоносные горизонты. Именно здесь, растворяя зти минералы, обыкновенная вода становится минеральной. Поднимают воду на поверхность с помощью устройства, которое называется эрлифтом. Два компрессора нагнетают в трубу, опущенную на глубину 376 м, воздух под давлением 25 атмосфер. Эта труба находится внутри другой, большего диаметра, по которой и поднимается водо-воз- душная смесь, увлекаемая вверх пузырьками воздуха. На поверхности вода проходит в сатураторы и охлаждается до +4°С, после чего газируется углекислотой. Температура +4° — наилучшая для насыщения воды углекислым газом, а газируется вода затем, что используется не только как лечебная, но и как столовый напиток. Московская минеральная относится к группе сульфатных лечебных вод невысокой минерализации. Ее широко применяют для лечения болезней желудка, печени, желчного пузыря. Благодаря содержанию кальция она уменьшает воспалительные явления, а также оказывает желчегонное действие и улучшает состаз желчи.
59
нхенди ГРИБЫ-ДИВЕРСАНТЫ Каждый из нас сталкивался в жизни с плесневыми грибами (в просторечии их чаще называют грибками). Оставьте полежать некоторое время хлеб или сыр, и они покроются плесенью. То же самое может произойти и с обувью. Это неприятное явление приобретает катастрофические размеры в государственном масштабе. Так, по некоторым данным, ежегодные потери материалов и оборудования, вызванные плесневыми грибами в США и странах Западной Европы, составляют 2% стоимости промышленной продукции, то есть около 300 миллионов фунтов стерлингов. В мировом же масштабе убытки исчисляются колоссальным числом — минимум миллиард фунтов стерлингов в год. Плесневые грибы — это растения, которые не содержат хлорофилла и других подобных пигментов и поэтому не могут использовать для синтеза питательных веществ энергию Солнца, как делают обычные зеленые растения. Они либо паразитируют на других живых существах, либо питаются неживыми органическими материалами. Размножаются грибы с помощью спор, размеры которых ничтожно малы — всего несколько микронов. Споры стойки к высушиванию и замора- ж иванию, хотя сильное нагревание уничтожает их. Но для прорастания и развития спор нужна достаточная влажность. Основное питательное вещество, необходимое грибам для энергетических реакций, — глюкоза. Если глюкоза имеется в чистом виде, то грибы потребляют ее полностью. Если же соединения углерода нерастворимы — например, целлюлоза в бумаге, хлопке или древесине, — то плесневые грибы вырабатывают ферменты, разлагающие эти соединения и превращающие их в растворимые. Разные плесневые грибы могут таким образом питаться целлюлозой, крахмалом, нефтью, жирами, белками. Это делает грибы опасными для многих материалов. Когда появились пластмассы, многие считали, что они окажутся стойкими к воздействию грибов. Однако оптимизм оказался преждевременным... Самая сложная проблема, с которой приходится сталкиваться на практике, — воздействие грибов на материалы, содержащие целлюлозу: хлопок, хлопчатобумажные и льняные изделия. Известно, что их поражает около двухсот видов грибов! На изделиях, пораженных грибами, появляются темно-коричневые, зеленоватые, желтые или красные пятна, волокно размягчается и иногда разрушается полностью. Те же виды грибов обычно поражают также канаты и веревки. В тропиках они могут за несколько недель более чем на 60% уменьшить прочность на разрыв каната толщиной в 20 сантиметров. Перед грибами не могут устоять даже самые крепкие натуральные волокна — сизаль, получаемый из листьев агавы, или манильская пенька. Но особенно часто разрушаются рыболовные сети, которые почти всегда влажны. Химизм разложения целлюлозы изучен еще очень мало, но причины его следует, видимо, искать в микробиологическом гидролизе. Выделяемый грибами фермент целлюлаза гидро- лизует целлюлозу в линейный полисахарид, который за несколько менее изученных стадий превращается в целлобио- зу. На нее, по-видимому, действует фермент целлобиаза, превращая ее в глюкозу, которую и усваивают грибы. Рост грибов на целлюлозных материалах часто служит причиной разрушения красочного покрытия. Если древесина или другой строительный материал, зараженный грибами, покрыть краской, то гриб, извлекая питание и влагу из субстрата, набухает и может разрушить слой краски. Гриб на краске — частое явление в теплицах и оранжереях, а также в деревянных домах и бунгало в тропических странах. Другие грибы, которых находят на краске, сначала живут за счет грязи и различных частиц, содержащихся в дождевых кап-
лях и конденсированной влаге, но потом могут приживаться и начинают находить питание в самой краске. О росте грибов на пластмассах в настоящее время известно мало. Недавно проведенные исследования показали, что воздействию грибов в значительной степени подвержен пластифицированный поливи- нилхлорид. В то же время композиции на его основе, в состав которых входит смесь динонил- фталата и трикрезилфосфата, грибов не боятся. Поливинилхлоридные покрытия на стенах ванных комнат иногда покрываются розовыми, оранжевыми и красноватыми пятнами. Это — следы пигментов, возникающих в результате воздействия продуктов обмена веществ грибов. Такие продукты иногда наносят большой ущерб даже тем материалам, которые сами по себе не могут служить источником питания грибов. Об этом лучше всего свидетельствуют грибы, которые находят в резервуарах для хранения керосина. Предупредить попадание воды в такой резервуар почти невозможно. На его холодных стенках во время заполнения топливом неизбежно конденсируется влага, которая затем образует тонкий слой на дне. На границе воды и керосина начинают развиваться занесенные сюда по воздуху споры грибов. На дне резервуаров обнаружено лишь несколько видов грибов, наиболее плодовитым из которых оказался гриб Clados- porium reginae. Он использует керосин как источник углерода. Когда керосином заполняют баки реактивного самолета, споры гриба могут проникнуть сквозь фильтры. В полете, когда вибрация вызывает перемешивание воды с керосином, споры могут попасть и в топливо. Если эти споры начнут развиваться на дне топливного бака, гриб образует плотно прикрепляющуюся ко дну пленку. Гифы — нити, из которых состоит тело гриба — благодаря действию ферментов могут проникнуть в защитную внутреннюю облицовку бака, образуя в ней коррозионные изъязвления или раковины. Сейчас точно неизвестно, вызвана ли такая коррозия самими грибами или выделяемой ими органической кислотой, действующей как электролит. Грибы развиваются и в других средах. Превосходным субстратом для них оказались некоторые тормозные жидкости. Тормозные жидкости могут быть нескольких типов и составов. Наиболее распространенная состоит из примерно равных количеств глицерина и воды с небольшими добавками фосфата и нитрата натрия в качестве ингибиторов коррозии. В таких составах грибы находят необходимую им пищу. Этому благоприятствует и повышенная температура, возникающая при работе тормозных систем. Грибы образуют на поверхности тормозной жидкости плотный ковер грибницы. Когда же система приходит в действие, грибница попадает в трубы и может закупорить насосы и клапаны. С аналогичным явлением можно столкнуться в системах охлаждения, заполненных антифризом зтиленгли- колем. Грибы часто поражают электрическое оборудование, долго хранящееся в условиях повышенной влажности. Хорошую пищу для грибов представляет собой поливинилхлоридная изоляция. Грибные споры заносят в аппаратуру крошечные клещи длиной не более п-олумилли- метра, которые питаются грибами и в поисках пищи заползают в ящики с оборудованием. Когда клещ погибает, споры, увлажненные продуктами его разложения, прорастают, порождая грибную колонию. Гифы грибов образуют сеть нитей, которые приводят к утечке тока и коротким замыканиям. Чтобы удалить грибы, приходится полностью разбирать пораженное ими электрооборудование. Случается, что грибы поражают даже оптические инструменты. Эта проблема стала особенно серьезной во время второй мировой войны, и столкнулись с ней в тропиках. Грибы растут не только на кожаных футлярах, изоляционных материалах, смазке и металлических поверхностях инструментов: очень часто они поражали даже линзы и призмы, затемняя и разъедая стекло. Это — результат воздействия органических кислот и щелочей, вырабатываемых грибами. Как же бороться с плесневыми грибами? Прежде всего необходимо устранить избыточную влажность. Влажность более 70% недопустима. Колебания температуры вызывают конденсацию влаги, поэтому температуру следует поддерживать по возможности постоянной. Если поверхность предмета суха и не покрыта грязью, вероятность развития грибов меньше. Если в материалах, которые требуют защиты от грибов, содержится вода (например, в тормозных и охлаждающих жидкостях), то можно вводить в нее фунгициды. Выбор их определяется конкретными условиями. Так, например, фунгициды для красок не должны растворяться в воде, иначе они будут удалены выщелачиванием. Фунгициды для каучука и поливинилхлорида не должны снижать эластичность этих материалов. Ну и, разумеется, фунгициды не должны быть летучими и вредными для человека.
1. Гриб Chaetomium globosum — один из наиболее опасных хлопковых вредителей, питающийся целлюлозой. Увеличено в 140 раз Гриб Myxotrichum deflexum разрушает хлопчатобумажные изделия, окрашивая их в красный цвет. Увеличено в 500 раз 3. Любитель керосина — гриб Cladosporium reginae. Слева — грибы растут в сосуде на границе воды и керосина. Справа — гриб при 700-кратном увеличении 62
Наибольший успех дает применение фенольных соединений и составов, содержащих цинк, кадмий, свинец, медь, ртуть и олово, а также широкого ассортимента производных хино- лина. Другой метод борьбы — применение радиоактивных изотопов. Там, где вводить жидкие фунгициды нельзя, удовлетворительные результаты дает гамма-излучение. Оно особенно действенно против грибов, поражающих бумагу. Окуривание формальдегидом тоже помогает на тех материалах и оборудовании, где обработка раствором фунгицида нежелательна. Недавно разработан метод хранения, исключающий рост грибов. Оборудование помещают в герметические мешки с поливинилхлоридным покрытием, в которых вместо воздуха содержится смесь окиси этилена и углекислого газа. Утверждают, что при таком методе хранения гарантируется защита от грибов на несколько лет. Но проблема борьбы с грибами остается очень сложной. Грибы — чрезвычайно изобретательные организмы, способные приспосабливаться к жизни в таких условиях, где не могло бы существовать ни одно живое существо. Даже широкое применение пластмасс, стойких к воздействию грибов, — лишь частичное решение проблемы. Рано или поздно появятся грибы, которые будут вырабатывать ферменты, столь же легко разрушающие пластмассы, как сухая гниль — древесину... Сокращенный перевод с английского К. МАССАЕВА (из «Science Journal», 1966, № 3)
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ГАЗОВЫЙ ПАРАШЮТ Собственно, это даже не парашют, а «гибрид» парашюта с воздушным шаром. После прыжка оболочка начинает наполняться пропаном из специального баллона, подвешенного за спиной у летчика. По мере заполнения оболочки газом скорость падения уменьшается, а на высоте примерно полутора километров (скорость заполнения, по-видимому, зависит от наружного давления) парашютист, при желании, может просто повиснуть в воздухе на некоторое время. Парашюты новой конструкции предназначены исключительно для аварийных ситуаций, а не для спортивных прыжков. ДРЕВЕСИНА ПОД ОБЛУЧЕНИЕМ В Канаде разработан способ получения на основе древесины и лолиметилметакрилата материала повышенной твердости, хорошо противостоящего истиранию и ударным нагрузкам. При этом новый материал не утрачивает свойственной древесине простоты механической обработки. Получают его так. Из обычной высушенной древесины откачивается воздух, после чего она пропитывается метилметакрилатом или другим жидким мономером. Затем материал помещают под облучение, источником гамма-квантов служит радиоактивный ко- бальт-60. Под действием излучения происходит полимеризация мономера, и жидкость отверж- дается. Материал готов. Он получается настолько твердым, что в него трудно вбить гвоздь. МЕЖЗВЕЗДНЫЙ ДЕЙТЕРИЙ Журнал «Science News» A966, № 8) сообщил, что в ходе эксперимента, проведенного с помощью искусственного спутника «IMP-3», впервые обнаружен вне Земли тяжелый изотоп водорода — дейтерий. Американские ученые предполагают, что дейтерий образуется в межзвездном пространстве в результате воздействия космических лучей высоких энергий на ядра гелия. А гелий, как известно, занимает по распространенности во Вселенной второе место после водорода. АЭРОДРОМ ИЗ ПЛАСТИКОВ Журнал «Chemical Engineering» A966, № 16) опубликовал заметку о возможности быстрого сооружения временных взлетно-посадочных полос аэродромов из складных панелей. Они изготовлены из нейлона и неопренового синтетического каучука. Панели размером около 25X33 метра доставляются к месту сборки сложенными «гармошкой», в деревянной таре. Затем их расправляют вручную и прибивают к земле большими гвоздями с широкими шляпками. Стыки панелей склеиваются. Однако участок для полосы и при этом способе необходимо расчищать и выравнивать, а иногда даже искусственно упрочнять грунт прежде, чем укладывать панели. ГРАНУЛИРОВАННЫЕ КОРМА Общеизвестно, что применять гранулированные удобрения выгоднее, чем порошкообразные. Удобрение в виде гранул не слеживается, не распыляется, дольше сохраняется в почве. В Швеции предпринята попытка использовать достоинства грануляции и при изготовлении кормов. Для этой цели одна из фирм выпустила связующий агент «Пеллбонд-97», с помощью которого можно получить сухие корма в форме крошки, гранул или кубиков. Это связующее богато лигносульфатом кальция, который придает достаточную прочность гранулам, а высокое содержание Сахаров C4%) делает связующее легко усвояемым. «Пеллбонд-97» не оказывает вредного действия ни на какие компоненты сухих кормовых смесей. ВОДОНЕПРОНИЦАЕМАЯ ТКАНЬ В ФРГ разработан способ покрытия хлопчатобумажных тканей пленкой из полиуретанового каучука. Ценность этих покрытий в том, что при полной водонепроницаемости они хорошо пропускают воздух. Швейцарская газета «Журналь де Женев» утверждает, что новый материал «идеален» для спортивной и детской одежды и что из него можно шить не только плащи, но и красивые платья и костюмы. РАСПЛАВЛЕННАЯ ОБЕРТКА Множество товаров заворачивают сейчас в полимерные пленки. Эти товары не похожи один на дру-
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ гой, и если конструкторы хотят механизировать процесс, то им приходится ломать голову над каждым изделием в отдельности. Этих трудностей удалось избежать создателям нового процесса упаковки — процесса «ликвиден ильм». Он состоит в том, что на изделие наносят из форсунок расплавленный полимер. Как только он достигнет поверхности изделия, его температура падает, и из жидкого состояния полимер переходит в твердое. Правильно расставив форсунки, можно покрыть изделие равномерной тонкой пленкой. Главное достоинство нового процесса заключается в том, что для каждого нового изделия не требуется менять конструкцию установки. Нужно лишь немного изменить расположение форсунок и скорость подачи расплавленного материала. • Si02 И ТАРАКАНЫ Журнал «Chemistry» сообщил об испытании оригинального способа борьбы с тараканами: в качестве «яда» используется совершенно неядовитая двуокись кремния. Разумеется, для этого годится не обычная, а лишь так называемая гидрофильная двуокись кремния, обладающая способностью жадно поглощать влагу. По внешнему виду — это мелкий белый порошок. Если таракан испачкается в этом порошке, то двуокись кремния начнет непрерывно поглощать жидкость, содержащуюся в организме насекомого — вплоть до его полного обезвоживания. «Высушенный» таким образом таракан, разумеется, погибает. Этот способ особенно хорош тем, что не представляет собой ни малейшей опасности для человека. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ОЧКИ Выбрать солнечные очки всегда бывает нелегко. В самом деле, если очки очень темные, то в тени их приходится снимать, а если очки слишком светлые, то в них долго на солнце не пробудешь. Недавно созданы универсальные защитные очки. О них сообщает выходящий в ГДР журнал «Plaste und Kautschuk». Стекла новых очков сделаны из прозрачного эфира целлюлозы. В состав массы для стекол добавлено немного галогенидов серебра. Как известно, эти соединения светочувствительны. Если при нормальном освещении очки пропускают около половины световых лучей, то под действием интенсивных солнечных лучей «пропускная способность» падает до 5—10%. Это связано с изменениями, которые претерпевают соли серебра под действием света. Когда освещение становится менее интенсивным, очки вновь «просветляются». КАК ИЗБАВИТЬСЯ ОТ СТРОНЦИЯ? Известно, что в результате многочисленных ядерных испытаний атмосфера нашей планеты все еще заражена значительным количеством радиоактивного строн- ция-90. Этот изотоп проникает всюду; особенно опасен он тем, что стронций способен замещать другой чрезвычайно важный для живых существ элемент — кальций. Организм «не отличает» радиоактивный стронций от кальция и включает его в состав костей. Но оказалось, что это свойство стронция можно использовать и для того, чтобы удалять его из некоторых пищевых продуктов, например, молока. Для этого на каждый литр молока добавляют около 85 граммов фосфата кальция (он очень слабо растворим в воде), полученную суспензию нагревают, перемешивая, около 20 минут и затем сепарируют. Вместе с фосфатом кальция из молока удаляется около 90 процентов первоначально содержащегося в нем стронция-90. Почему это происходит? Молоко насыщено фосфатом, в котором часть кальция замещена на стронций. Когда же в него вводится избыток фосфата (без стронция!), то стронций распределяется равномерно между растворенным в молоке и находящимся в осадке фосфатом кальция. Но так как последнего гораздо больше, то количество стронция, содержащегося в рас- гсоре, резко уменьшается. После такой обработки не изменятся ни внешний вид, ни вкус, ни запах молока. РУБИДИЙ — ИНДИКАТОР РАКА! На IX Международном противораковом конгрессе обсуждалась, в частности, проблема ранней диагностики раковых заболеваний. Недавно в американской печати появилось сообщение об одном из новых методов такой диагностики. Он основан на утверждении, что кровяные тельца человека, больного раком, обладают способностью в 20 раз быстрее обменивать рубидий, нежели кровяные тельца здорового человека, причем радиоактивный изотоп рубидий-86 дает возможность определить скорость этого процесса. Опыты показали, что ложные положительные показания эта проба дала у 11% здоровых людей, а ложные отрицательные показания — у 10% людей, больных раком. Может быть, этот метод удастся использовать при массовых обследованиях. Рисунки В. ЗУЙКОВА
*^- "• Н НИК ' ^w^WPf^^-*r'T'-T,P%-vd lifo- nil ^Цч . к' 'и,\:-''.•" '• v*j +^'/' * \\ Д '■'■'•/Ь -ТТЛ ' ^Ш# ■■Ш-iK > *л*
ОБЗОРЫ Доктор химических наук Г. М. ЖАБРОВА Рисунок Ю. КУПЕРМАНА ЧТО МОГУТ И ЧЕГО НЕ МОГУТ КАТАЛИЗАТОРЫ KataXoaic («каталюзис») — по-гречески значит «разрушение». От этого слова и произошли современные понятия «катализ», «катализатор»... Но разве катализ — это только разрушение? Скорее наоборот. Катализ — это могучая созидающая сила в руках современной науки. Сила эта подчиняется определенным законам, которые сегодня уже достаточно хорошо известны; об этих законах мы в первую очередь и расскажем. КАТАЛИЗАТОРЫ ИЗМЕНЯЮТ СКОРОСТЬ РЕАКЦИИ Явление катализа состоит в изменении скорости той или иной химической реакции под воздействием особых веществ, которые, участвуя в этой реакции, не входят, однако, в состав конечных продуктов. Такие вещества и носят название катализаторов. Человечество заинтересовано в ускорении многих реакций — такой способностью и обладают катализаторы. Они увеличивают скорости различных химических процессов в сотни и тысячи раз. Иногда можно встретиться с термином «отрицательный катализ», под которым подразумевается уменьшение скорости — подавление химической реакции. Иногда это явление называют ингибированием. Однако следует помнить, что природа ингибирования и катализа различна. Явление ингибирования заслуживает специального рассмотрения. КАТАЛИЗАТОРЫ ДЕЙСТВУЮТ МНОГОКРАТНО Катализатор — это не пассивный, а активный участник реакции. Однако для того, чтобы скорость той или иной реакции изменилась, достаточно бывает ничтожного количества катализатора. В чем тут дело? Почти при любых видах химических взаимодействий вещества реагируют между собой в строго определенных соотношениях. Например, чтобы водород полностью прореагировал с хлором, необходимо взять их в соотношении «молекула на молекулу»: Н2 -| Cl2= 2HC1. Подобные соотношения реагентов (когда реакция между ними идет нацело) называются стехиометрическими. А вот количество катализатора в реакционной смеси может быть меньше сте- хиометрического — и все равно скорость реакции изменится. Катализатор принимает участие в ряде промежуточных превращений: вступая вначале во взаимодействие с исходными веществами, он регенерируется по окончании процесса и снова готов к работе. Например, пусть вещество А превращается в вещество В при взаимодействии с веществом Б в присутствии катализатора К; А + Б ^> В. • Это лишь суммарная запись реакции, она не отражает всех происходящих при этом процессов. В действительности в реакционной смеси происходит следующее. Сначала вещество А (или Б) реагирует с катализатором К, образуя промежуточное соединение АК: А -т- К ->[АК]. Затем [АК] реагирует с веществом Б (или БК с А), давая еще одно промежуточное соединение [АБК]: [АК] + Б -> [АБК].
И затем распадается, причем образуется конечный продукт В, а катализатор К выделяется в первоначальном состоянии: [АБК | -> К + В. (Заметим, что такая схема весьма условна, так как процесс может идти и иначе; однако мы не будем касаться этого вопроса, поскольку в каждом конкретном случае приходится проводить специальное исследование, чтобы выяснить истинный механизм каталитической реакции.) Теперь мы можем написать схему, по которой происходит превращение больших количеств веществ А и Б в присутствии небольшого количества катализатора К: А -4- Б + К -> [АБК] -> К + В I A-f Б+К ->[АБК] -> К -Ь В 1 А + Б + К ~>... и так далее, пока все молекулы веществ А и Б не превратятся в молекулы вещества В. КАТАЛИЗАТОРЫ ПОЗВОЛЯЮТ ВЕСТИ РЕАКЦИЮ ПРИ МЕНЬШЕЙ ТЕМПЕРАТУРЕ Уже несколько раз мы говорили о скорости химической реакции. Но в каких единицах она выражается? Скорость химической реакции определяется числом молей (грамм-молекул) вещества, испытывающих превращение за единицу времени при постоянной температуре. А теперь вспомним закон действия масс: скорость реакции прямо пропорциональна концентрациям реагирующих веществ. Следовательно, обозначив скорость реакции w и выражая концентрации реагирующих веществ в молях на литр, можно записать (например, для уже рассмотренного выше случая): w = [А] [Б]. Но это еще не окончательное выражение: ведь мы не учли того важного обстоятельства, что скорости разных реакций (или одной и той же реакции, но при разных температурах) могут быть различными и при одинаковых концентрациях исходных веществ. Следовательно, нужно еще ввести некий коэффициент пропорциональности, характеризующий как индивидуальный характер реакции, так и условия, в которых она протекает: w = k- [AJ[B]. Этот коэффициент называется константой скорости реакции; он равен скорости реакции при условии, что [А] = [Б]=1 (то есть, когда молярные концентрации реагирующих веществ одинаковы и равны единице). Следовательно, роль катализатора состоит в том, что он значительно увеличивает величину к. Но при чем тогда здесь температура? Молекулы А и Б могут прореагировать только в том случае, если они столкнутся друг с другом. Однако, далеко не всегда при столкновении двух молекул произойдет реакция! Образно это можно пояснить таким примером. Снимите с руки часы и бросьте их на пол с высоты в один сантиметр. Часы, по-видимому, останутся целыми. А теперь бросьте их с немного большей высоты... еще большей... и еще... стоп! Дальше, пожалуй, не стоит экспериментировать, хотя, как заверяют часовые заводы, хорошие часы должны выдерживать удар при падении с высоты один метр на бетонный пол... Если подсчитать кинетическую энергию часов, упавших с такой высоты, то это и будет минимальная энергия, необходимая для того, чтобы произошел процесс «часы целы — часы сломаны»... Нечто похожее происходит и при столкновениях молекул. Если их кинетическая энергия (которая, кстати, и зависит от температуры) меньше некоторой величины, называемой энергией активации, то с этими молекулами ничего особенного не произойдет: они просто снова разлетятся в разные стороны. Если же кинетическая энергия молекул окажется больше энергии активации, то они прореагируют. Следовательно, константа скорости реакции будет тем больше, чем выше температура реакционной смеси и чем меньше энергия активации данной реакции. А катализаторы как раз и обладают способностью резко снижать энергию активации, благодаря этому в присутствии катализатора тот же самый процесс можно вести с большей скоростью и при меньшей температуре. Наиболее ярко выраженной способностью снижать энергию активации разнообразных химических превращений обладают биологические катализаторы — ферменты. Именно благодаря им реакции, обычно требующие для своего осуществле-
ния высоких температур и давлений (например, связывание атмосферного азота), протекают в микроорганизмах при весьма мягких условиях. стичь его, так как в присутствии катализатора константы скорости прямых и обратных реакций увеличиваются в одинаковой степени. КАТАЛИЗАТОРЫ НЕ СДВИГАЮТ ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ, НО ПОЗВОЛЯЮТ БЫСТРЕЕ ДОСТИЧЬ ЕГО До сих пор мы говорили о химических реакциях, предполагая, что они протекают до конца. В действительности же каждый химический процесс обратим — при любых условиях он идет как в прямом, так и в обратном направлениях. Например, изображая реакцию синтеза аммиака из азота и водорода: No + ЗН2 ^ 2NH3, между правой и левой частями уравнения помещают стрелочки, направленные в разные стороны. Они показывают, что процесс идет как слева направо, так и справа налево: иначе говоря, аммиак одновременно и синтезируется, и распадается. Когда же скорости прямого и обратного процессов становятся равными, то наступает состояние динамического равновесия (или просто — равновесия). Если снова вернуться к нашей условной реакции, то теперь ее придется записать вот так: А + Б ^ Б, или (отдельно — справа налево и слева направо): Г А + Б -> В (В -> А + Б. Как правило, константы скоростей этих реакций должны быть различными (обозначим их к] и кг), и поэтому можно записать, что *'i=ki-[AHB], лу2 = к2.[В]. Но, так как при равновесии Wi = W2, то можно приравнять друг к другу правые части этих уравнений и после несложных преобразований получить: К - к* - И к2 [А]-[Б] " К — это уже константа равновесия процесса А + Б^ В: она равна отношению констант скоростей прямого и обратного процессов. Именно это обстоятельство и служит причиной того, что катализатор не смещает равновесие, но позволяет быстрее до- КАТАЛИЗАТОРЫ ИЗМЕНЯЮТ НАПРАВЛЕНИЕ РЕАКЦИИ А теперь посмотрим, как повлияет катализатор на процесс, который может одновременно идти по двум направлениям: В этом случае катализатор существен- 69 но меняет общее направление процесса, так как константы скоростей разных реакций изменяются по-разному в зависимости от природы самого катализатора. Например, в присутствии катализаторов Си, MgO, BaO изопропиловый спирт распадается на ацетон и водород: СН3СНСН3 ~> СН3ССН3 + Н2, ОН изппрппилпвмн спирт 0 ацетон а в присутствии катализаторов АЬОз и ТЮг — на пропилен и воду: сн3снсн3 -> сп3сн = сн2 + н2о. I иН изопропиловый пропилен спирт Такое свойство катализаторов называется избирательностью, или селективностью действия. Итак, повторим еще раз, что же могут,, и чего не могут катализаторы. Катализаторы изменяют скорость реак-: ции. Катализаторы действуют многократно. Катализаторы позволяют вести реакцию при меньшей температуре. Катализаторы изменяют направление реакции. Но — катализаторы не сдвигают химическое равновесие, хотя и позволяют быстрее достичь его. От редакции. В статье, которую вы только что прочли, ничего не рассказано о том, как же все-таки действуют катализаторы. Не рассказали мы и о роли катализа в процессах обмена веществ в живых организмах, и о том, как это явление используется в промышленности. Обо всем этом журналу предстоит рассказать в дальнейшем.
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК опыты БЕЗ ВЗРЫВОВ КАК ПРОДЛИТЬ ЖИЗНЬ БАТАРЕЙКИ Карманный фонарик стал светить все слабее и слабее и, наконец, погас — «села» батарейка. Ее вынимают и выбрасывают, а взамен ставят новую. Недолгая процедура, не правда ли? Но ведь известно, что бутерброд падает всегда маслом вниз. Повинуясь этому закону, батарейки приемника садятся во время самой интересной передачи, а фонарик гаснет, когда вы идете ночью по лесу. Что делать тогда? Не выбрасывайте батарейку! Если под рукой нет запасной, то и старая батарейка еще послужит. Но, прежде чем приступить к «оживлению» батареек, давайте рассмотрим происходящие в них химические процессы. Zn ; 2NH4C1 2Mn02 -> 2Mn00H + Zn (NH3JC12. Эта химическая реакция идет при разряде самых распространенных батареек, состоящих из элементов марганцево-цинко- вой системы, — «Крона», «Сатурн», «Марс», «Сириус», КБС и многих других. Во время работы таких батареек отрицательный электрод—цинк постепенно растворяется. Но срок службы элемента зависит не от цинка. Положительный полюс батарейки — двуокись марганца (МпОг) восстанавливается до МпООН (смеси окиси и гидроокиси марганца). Во время разряда зерна МпОг постепенно покрываются слоем МпООН. Эта труднорастворимая смесь затем проникает в глубь зерна и изолирует его от электролита (рис. 1). Батарейка перестает работать, когда половина двуокиси марганца еще не использована, а цинка остается еще больше — до 80%. Значит, чтобы «оживить» батарейку, надо освободить МгЮ2 от «скорлупы» МпООН. Это можно сделать несколькими способами. Самый простой — сжать батарейку или 1г Так изменяется активное вещество положительного электрода при разряде. Слева — новая батарейка, в центре — начало разряда, справа — конец разряда 2. Зерно активного вещества после сжатия 3. График симметричного (слева) и асимметричного тока 4. Асимметричный ток можно получить, накладывая переменный ток на постоянный 5 Батарейку люжио зарядить неполностью выпрямленным током
MnOOH— ► ► Pnci Рис.2 РисЗ 71
же постучать по ней камнем или молотком. Зерна активного вещества расколются, и электролит сможет соприкасаться с двуокисью марганца (рис. 2). Второй способ также связан с активированием МпОг. Пробейте гвоздем в цинковом стаканчике батарейки отверстие, а батарейку опустите в воду. Ведь марганцево- цинковые элементы выпускают с загущенным электролитом, а если электролит пропитывается водой, то ему легче будет проникнуть к сердцевине зерна двуокиси марганца. Не правда ли, оба эти способа чрезвычайно просты? Но они позволяют увеличить срок службы батарейки примерно на треть. Второй способ можно несколько видоизменить. Пробив отверстие в цинковом корпусе, не обязательно заливать в элемент воду. Батарейка будет работать и без этого, правда, разряжаться она будет очень малым током. Дело в том, что при изготовлении активной массы двуокись марганца для повышения электропроводности смешивают с графитовым порошком. Если воздух сможет поступать к графиту, то графит начнет поглощать кислород. Наряду с МпОг образуется другой положительный электрод — воздушный, на котором будет восстанавливаться кислород: 02-1 2Н20-Ме->40Н-. Наш гвоздь превратил марганцево-цин- ковый элемент в воздушно-цинковый! Но когда замолчал приемник, какое нам дело МОЖНО ЛИ ПИТЬ ВОДУ? Туристы остановились на ночлег около небольшой речки. Дежурные, как полагается, сходили за водой. Не успели они еще повесить ведра на огонь, как один из путешественников, разгоряченный долгим переходом, зачерпнул кружкой воду. Но руководитель похода заметил это и не разрешил пить сырую воду до тех пор, пока он не поставит маленький опыт. Он достал из рюкзака пузырек с красно-фиолетовой жидкостью и налил несколько до механизма: главное, чтобы он побыстрее заработал. Кстати, такой воздушно-цинковый элемент будет служить очень долго. Ну, а если вы хотите, чтобы батарейка стала совсем новой, ее можно... зарядить электрическим током точно так же, как заряжают аккумуляторы. При заряде реакция пойдет в обратном направлении, и МпООН окислится до МпОг- Подзаряжать можно только батарейки с целым корпусом и не- засохшей пастой. При заряде обычным постоянным током цинк на корпусе будет осаждаться в виде нитей-дендритов, а это может привести к короткому замыканию. Чтобы этого не произошло, заряжать батарейку нужно асимметричным током (рис. 3). Такой ток можно получить двумя способами: накладывая переменный ток на постоянный (рис. 4) и выпрямляя переменный ток неполностью (шунтируя диод-выпрямитель сопротивлением — рис. 5). Напряжение источника постоянного тока должно быть раз в пять ниже напряжения переменного тока. Сила тока в зарядной цепи 100—200 ма. Марганцево-цинковые элементы можно заряжать два-три раза, и при этом их емкость падает не больше чем на 10%. А вот в ртутно-цинковых элементах при разряде полезно используются почти все активные вещества, поэтому поджимать или прокалывать их не имеет смысла. Зато подзаряжать их можно до десяти раз. капель в кружку с водой. Вопреки ожиданиям, вода сделалась не розовой, а желтовато-бурой. «Воду обязательно надо прокипятить»,— заключил руководитель. Что же позволило ему сделать такой вывод? В пузырьке был раствор марганцовокислого калия КМп04 (обычная «марганцовка»). КМП.О4 — сильный окислитель. Окраска его изменилась потому, что произошла реакция окисления органических веществ, растворенных в воде. При этом образовались соединения четырехвалентного марганца — желто-бурого цвета. УНИВЕРСАЛЬНАЯ МАРГАНЦОВКА
Но разве органические вещества, растворенные в речной воде, опасны для здоровья? Нет, сами по себе они безвредны, но их присутствие почти всегда свидетельствует о том, что в воде есть микроорганизмы, многие из которых — болезнетворны. Итак, прежде чем пить воду, взятую из водоема, нужно сначала проверить, будет ли она реагировать с «марганцовкой». Кстати, водопроводная вода не меняет цвета «марганцовки», так как ее специально очищают от примесей. Для сравнения испытайте воду, в которой стояли цветы,— цвет раствора получится совсем другим. КАК ПОКРАСИТЬ ДЕРЕВО Той же «марганцовкой» можно окрасить некрашеные деревянные предметы в темно-коричневый цвет. Кистью или ватным тампоном равномерно нанесите на чистую поверхность дерева раствор мар- ганцевокислого калия (чем концентрированнее он будет, тем темнее получится окраска). Когда покрытие высохнет, повторите операцию еще раз. Чтобы окрашенное дерево блестело, натрите его после окончательной просушки воском. А лучше всего покрыть поверхность бесцветным лаком. В основе приведенных здесь опытов лежит один и тот же процесс. Молекулы органических веществ, содержащие двойные связи, а также спиртовые, альдегидные и кислотные группы (а подобные вещества есть в древесине), восстанавливают анион Мп07 до катиона Мп4+, а сами при этом окисляются. Вот как выглядят эти превращения: о D *° ■iL—- R—с +н2о; R — Сн2он R-C /О R—С чО—Н О R —С чО-Н -*- С02 + н2о; Rr CH=CH-R2-рр^" R,-СН-СН- ОН ОН Rq • ВНИМАНИЕ, ПОПРАВКА! В № 1, в схеме к заметке «Ложка-выпрямитель» (стр. 90) художник допустил ошибку: вместо амперметра изобразил вольтметр. ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ПРОШЛОГО НОМЕРА ИСПРАВЬТЕ ОШИБКУ... ...В ПРИБОРЕ. Трубка, по которой кислота поступает в реакционный сосуд 2, слишком глубоко вдвинута в пробку. Поэтому, когда зажим 3 закроют, кислота не сможет полностью удалиться из сосуда, и реакция будет продолжаться. Выделяющийся газ начнет пробулькивать через кислоту в сосуде 1. Казалось бы, достаточно вдвинуть конец трубки до уровня пробки — и все будет в порядке. Но это решение неверно: в этом случае трубка засорится кусочками твердого реагента. Проще всего поступить так: в пробке вырезать небольшое углубление, а конец трубки изогнуть под прямым углом и поместить в это углубление. Тогда реакция прекратится сразу же после перекрытия зажима. ...В РЕАКЦИИ. Описание хода реакции и ее продуктов совершенно правильно. Ошибка же в том, что пятихлористая сурьма — жидкость (она плавится при 3°С и кипит при 140°С). Измельчить ее в порошок — дело затруднительное...
ХОТИТЕ ПОДГОТОВИТЬСЯ К ЭКЗАМЕНАМ ПОЛУЧШЕ? Задачи, которые мы вам предлагаем, —= о химическом эквиваленте. Приступая к решению, запаситесь каким- нибудь солидным руководством по неорганической химии (возьмите, например, «Курс общей химии» Б. В. Некрасова). Никаких знаний сверх школьной программы для решения задач не нужно, а книга вам понадобится для справок. Задачи подготовлены Г. Б. ВОЛЬЕРОВЫМ. ЗАДАЧА 1. Имеются хлорид и окисел некоторого элемента с переменной валентностью. Содержание хлора в хлориде 42,8%, а кислорода в окисле — 25,2%. Определите элемент и напишите формулы соединений. ЗАДАЧА 2. Два бинарных соединения состоят из одного и того же металла II группы Периодической системы и разных неметаллов. Разность между эквивалентами этих соединений равна 18, а отношение эквивалентов — примерно 1,95. Что это за вещества? ЗАДАЧА 3. Некоторый элемент с переменной валентностью образует два хлорида, эквивалентные веса которых разнятся на 32. Установите формулы этих хлоридов, рассмотрев все возможные варианты решения, при условии, что валентность элемента в этих соединениях не превышает 4. РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ЗАДАЧА 1. Так как искомый элемент обладает переменной валентностью, то вполне возможно, что эквивалентные веса его в хлориде и окисле различны. Обозначим их через 3i и Э2. Содержание элемента в хлориде равно 100 — 42,8 = 57,2%; содержание элемента в окисле равно 100 — 25,2 = 74,8%. Составим уравнения, выражающие процентное содержание элемента в хлориде и в окисле: э7ткв = 0,572: эй^ = 0'748- (Здесь 35,5 и 8 — эквиваленты хлора и кис-: лорода.) Из первого уравнения находим, что 3i=47,5, а из второго — что 32 = 23,75. Воспользовавшись формулой А = 3iBi, будем искать по Менделеевской таблице элемент, имеющий атомный вес (А), равный 47,5 В|, где Bi (валентность) может принимать целочисленные значения от 1 до 4 (подумайте, кстати, почему В| не может быть больше 4). Если Bi = 1, то А = 47,5. Атомный вес титана близок к 47,5, однако титан не бывает одновалентным (убедитесь в этом, воспользовавшись сведениями из учебника для высшей школы). Рассуждая далее, находим, что А = 190 при Bi = 4. Искомый элемент — осмий. Действительно, осмий может образовать хлорид OsCl4. Подставив в формулу А = Э2В2 известные значения А и Эг, найдем, что Вг = -дп = 93 75 = Таким образом, искомый окисел имеет формулу Os04. ЗАДАЧА 2. Обозначим эквивалентные веса обоих соединений через 3i и Эг. Тогда получится система алгебраических уравнений: 3i — Э2 = 18 Решение системы дает следующие знап чения эквивалентов: 3i = 37; 32=19. Если из найденных значений 3i и Эг вычесть эквивалент некоторого металла II группы Периодической системы, то получатся эквиваленты двух искомых неметаллов. Ясно, что эквивалент металла должен быть меньше 19. Этому условию отвечают только бериллий C = 4,5) и магний C = 12) Предположим, что неизвестный металл— бериллий. Тогда эквивалент одного из неметаллов 19 — 4,5 = 14,5. Атомный вес неметалла найдется по формуле:
A = ЭВ. Валентность неметалла (В) в соединении с металлом может иметь одно из следующих значений: 1 (для элементов VII группы), 2 (VI группа), 3 (V группа), 4 (IV группа). Однако элементов с атомными весами, равными 14,5 (VII группа), 29 (VI группа), 43,5 (V группа) или 58 (IV группа) нет. Следовательно, искомый металл не может быть бериллием. Допустим, что этот металл — магний. Тогда эквивалент одного из неметаллов равен 19 —12 = 7. Рассуждение, аналогичное предыдущему, приводит к ответу: неметалл — кремний. Одно из искомых соединений — силицид магния Mg2Si. Эквивалент другого неметалла равен 37 — 12 = 25. Этот неметалл — мышьяк. Следовательно, второе искомое соединение — арсенид магния MgsAs2. ЗАДАЧА 3. Прежде всего составим алгебраическую формулу для решения задачи. Обозначим атомный вес неизвестного элемента через А, его валентности через Bi и Вг (где В1<Вг), разность химических эквивалентов двух соединений — через АЭ. Эквиваленты искомого элемента выразятся так: э - А- э -А Эквивалентные веса хлоридов: (Э1 +ЭсО и (Эг + ЭсО- В хлоридах хлор всегда одновалентен, поэтому эквивалент хлора в обоих случаях одинаков C5,5). В соответствии с условиями задачи можно записать следующее равенство: (э1 + 3ci) — (э2 + 3ci) = Лэ* пли э1 — э2 ^ Аэ- После подстановки выражений для Э| и Эг и несложных преобразований получается следующая формула для определения А: _ Д Э • В, • В2 д - в3 - в, • Здесь Bi может иметь одно из следующих значений: 1, 2, 3; а Вг — 2, 3, 4. Комбинируя попарно эти значения, получим ряд решений: ,, л 32-1-2 1) А2 = j 64; 2) А3= ^ * 6 =48; 3) А3 = = 43 ; 4) А,- в*^2'3 =192; 6) Ав - 32'13'4 = 384 . Какие же из найденных решений удовлетворяют условиям задачи? Вооружившись Менделеевской таблицей, сразу же отбросим Аз и Аб, поскольку элементов с подобными значениями атомных весов не существует. Остальные значения атомных весов реальны: 64 — медь, 48 — титан, 192 — иридий, 128 — теллур. Однако теперь надлежит обратиться к руководству по химии, чтобы выяснить, могут ли эти элементы образовывать хлориды, проявляя соответствующую валентность. Оказывается, что медь действительно дает CuCl и СиСЬ, иридий — 1гС1г и 1гС1з, теллур — ТеСЬ и ТеСЦ. А титан условиям задачи не удовлетворяет: хотя он и образует TiCU, но одновалентным не бывает. Таким образом, задача имеет три ответа. Решите сам остояте л ь но три ел е дующие задачи. ЗАДАЧА 1. Некоторый хлорид, содержащий 74,7% хлора, способен сильно «дымить» во влажном воздухе. Установите формулу этого вещества и объясните причину описанного явления. ЗАДАЧА 2. Два галогенида содержат в своем составе один и тот же галоген. Разность между эквивалентами этих соединений составляет 99, а отношение эквивалентов равно приблизительно 2,11. Приведите формулы и названия описанных веществ. ЗАДАЧА 3. Некоторый металл с переменной валентностью образует два сульфата. Разность между эквивалентными весами этих соединений составляет 8,67. Установите формулы описанных сульфатов. УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ —на стр. 79.
ВИКТОРИНА Перед вами — три отрывка из произведений разных авторов (из коллекции профессора П. Р. Таубе). Предлагается, прочитав их, ответить на вопросы: 1. В ЧЕМ НЕТОЧНОСТЬ АВТОРА? «Геннадий Тарасович... выпил в своем кабинете две ложки брому...» Ю. ГЕРМАН «Дорогой мой человек» 2. НАД ЧЕМ ИРОНИЗИРОВАЛИ ИЛЬФ И ПЕТРОВ? «Сейчас я нахожусь в развернутой стадии перестройки и работаю над идеологически выдержанным романом «Апатиты», с каковой целью выезжаю на месторождение этого полевого шпата». Фельетон «Идеологическая пеня» 3. В ЧЕМ ПРИЧИНА БОЛЕЗНИ? «— Отчего у тебя подбородок распух? — Болит... Я, паничек, на спичечной фабрике работал... Доктор сказывает, что от этого самого у меня и черлюсть пухнет. Там воздух нездоровый. А кроме меня, еще у троих ребят черлюсть раздуло, а у одного совсем сгнила». А. П. ЧЕХОВ «Степь» Рисунки А. КОЛМАНКА
25 КАКОВА СОВРЕМЕННАЯ ФОРМУЛИРОВКА ПЕРИОДИЧЕСКОГО ЗАКОНА! 26 КАК МЕНЯЮТСЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ И НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕМЕНТОВ В РЯДАХ И ГРУППАХ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА? 27 КАК РАСПРЕДЕЛЯЮТСЯ ЭЛЕКТРОНЫ ПО ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ УРОВНЯМ В АТОМАХ ЭЛЕМЕНТОВ! 28 ПОЧЕМУ КАЛИЙ И МЕДЬ ОБЛАДАЮТ РАЗЛИЧНЫМИ ХИМИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ, ХОТЯ И НАХОДЯТСЯ В ОДНОЙ ГРУППЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА (в чем состоит различие между элементами главных и побочных подгрупп)! 29 ЧТО ТАКОЕ ВАЛЕНТНЫЕ ЭЛЕКТРОНЫ? 30 ЧТО ТАКОЕ ВАЛЕНТНОСТЬ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ СТРОЕНИЯ АТОМА? 31 ЧТО ТАКОЕ ОКИСЛИТЕЛЬНО- ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ! 32 ЧТО ТАКОЕ РЯД НАПРЯЖЕНИЙ МЕТАЛЛОВ! 33 НА ЧЕМ ОСНОВАНО ДЕЙСТВИЕ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА? 34 ЧТО ТАКОЕ ДЕФЕКТ МАССЫ! 35 ЧТО ТАКОЕ ЕСТЕСТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ! 36 КАКИЕ СУЩЕСТВУЮТ ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЕСТЕСТВЕННОГО РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА? ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ
У атомов элементов на каждом энергетическом уровне (е каждом электронном слое) может находиться не больше 2гг электронов (где п=1, 2, 3... порядковый номер уроэня), то есть 2, 8, 18, 32... электроноэ. В первых трех периодах энергетические уровни заполняются последовательно: НA). НеB); LiB. 1). BeBf 2). ВB. 3), СB. 4). NB. 5). 0B. 6). FB, 7), NeB, 8).- NaB. 8, 1), MgB. 8, 2). AlB. 8, 3). SiB, 8. 4). PB. 8. 5). SB, 8. 6). ClB. 8, 7), ArB, 8, 8). Наиболее активные метвллы нвходят- ся в левом нижнем углу периодической системы; наиболее активные неметвллы нвходятсл в првяом верхнем углу. Способность атомов отдавать электроны растет по мере уменьшения числа валентных электронов и увеличения общего числа электронных слоев; поэтому металлические свойства элементоэ усиливаются слравв налево и сверху вниз. 8 центре таблицы находятся элементы, способные проявлять как металлические, так и неметаллические свойства (например, хром). Химические свойства элементов определяются величинами зарядов ядер их атомов (масса атомов различных изотопов одного и того же элемента может быть и различной); поэтому свойств в элементов |в твнже образованных ими простых и сложных соединений] нвходятся в лериодичесной зависимости от величин зарядов их втомных ядер. Вавентность — это способность атомов отдавать или присоединять определенное число электронов. В соединениях, образованных при помощи электроввлентных (ионных) связей, ввпентность (эле ктро валентность) атомов определяется числом присоединенных нли отданных электронов. В соединениях, образованных при помощи коввленткых связей, валентность (ковалентность) атомов определяется числом электронов, пошедших на образование «общих» электронных пвр. Валентные электроны — это электроны, принимающие учвстие в обрвэо- евнии химических свяхей. Обычно эти электроны расположены нв последнем энергетическом уровне (во внешнем слое); однако иногда в образовании химических связей принимают участие электроны внутренних слоев (например, у Си. Fe). Калий и медь, хотя и находятся в одной группе таблицы Менделеева, занимают в ней совершенно различное положение: калий стоит в начале четвертого (длинного) периода, а медь в середине. Химические свойства элементов в первую очередь определвются числом электронов, находящихся на последнем энергетическом уровне (во внешнем слое); однако у элементов, стоящих в длинных лернодах, существенную роль играют и электроны низших уровней (внутренних слоев). У калия и меди во внешнем слое находится ло одному электрону; однако если нв предыдущем слое калив находится 8 электронов, то на Предыдущем слое меди — 18 электронов. Это и определяет различие их химических свойств. В ходе окислительно-восстановительных реакций происходит перенос электронов от восстановителя к окислителю. Процессы окисления и восстановления можно пространственно разделить; в этом случае перенос электронов будет происходить ло проводнику (внешней цели). Ряд напряжений металлов показывает их сравнительную активность в реакциях окисления-восстановления (слева налраво восстановительная активного уменьшается): K>Ca>Mg>Zn> >Fe>Sn>(H)>Cu>Ag>Au. Металл, находящийся в ряду напряжений левее, с л особен вытеснять другие металлы (находящиеся правее) нэ их солей (Fe+CuSO*-FeS04+Cu). Реакции, в ходе которых происходит перенос электрона от одной молекулы (атома, иона) к другой, называются окислительно - восстановительн ы м и. Элемент, положительная валентность которого уменьшается (нли отрицательная валентность которого увеличивается), принимает электроны и, следовательно, восстанавливается; элемент, лоложительная валентность которого увеличивается (или отрицательная валентность которого уменьшается), отдает электроны и, следовательно, окисляется. Например, в ходе реакции Fe+ +2HCl = FeCb+H2 два валентных эпектрона железа переносятся на два положительных иона водорода. Существует два основных тила радиоактивного распада: с-распад, когда ядро атома испускает а-частицу (ядро гелия), причем его заряд (и соответственно, порядковый номер) уменьшается на две единицы (правило сдвига), а масса — на четыре единицы; и Р -распад, когда ядро испускает C -частицу (электрон), причем заряд ядра возрастает на единицу, а масса остается практически неизменной (изменяется на массу электрона + дефект массы). Кроме того, существует У -распад (когда ядро атома излучает у -квант), а также К-эахват (когда ядро атома захватывает электрон, находящийся на внутренней К-орбите). Радиоактивность — это способность атомов элементов самопроизвольно преярвщаться ■ атомы других элементов. Этим свойством обладают многие изотопы, называемые нествбивьными (в отличие от ствбильных иэотолов, способных существовать в неизменном виде неопределенно долго). Скорость этого процесса характеризуется периодом повурвспвда — временем, за которое половина имеющихся в наличии атомов нестабильного изотопа претерпевает превращение. Нуклоны (протоны и нейтроны) связаны между собой особыми, ядерными снламн, а лри образовании любых связей выделяется энергия. Согласно соотношению Е = тс2 убыль энергии системы эквивалентна убыли ее массы; поэтому масса ядер атомов всегда меньше суммарной массы составляющих их нуклонов. Эта разность и носит название дефекта массы.
УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ {СМ. СТР. 75J Чтобы предоставить вам возможность самостоятельно поработать с книгой, умышленно не приводим полных решений, а даем лишь указания к ним. ЗАДАЧА 1. Легко вычислить, что эквивалентный вес элемента, образующего хлорид, равен 12. Поиски соответствующего элемента показывают, что им может быть и двухвалентный магний, и четырехвалентный титан. Какой же из хлоридов «дымит» во влажном воздухе: MgCb или TiC!4? Ответ найдите сами. ЗАДАЧА 2. Эквивалентные веса галогенидов определяются из следующей системы алгебраических уравнений: 1Э± — э2 = 99 3i = 188 ; Э2 = 89 . Далее надлежит проверить, какой из галогенов входит в состав искомых соединений: фтор, хлор или бром (подумайте, почему не иод). Оказывается, что только для брома можно подобрать другие компоненты соединений, то есть элементы с подходящими атомными весами и валентностями (последнее условие обязательно!). Формулы искомых бромидов установите самостоятельно. ЗАДАЧА 3. Для решения задачи воспользуемся выведенной раньше общей формулой: АЭ ■ В, ■ В2 В2 - Вх • Валентности металла (Bi и В2) в искомых сульфатах, очевидно, не превышают соответственно 3 и 4. Определите, что зто за металл, и справьтесь в руководстве по химии, проявляет ли он в сульфатах соответствующие валентности. РАЗНЫЕ РАЗНОСТИ РАЗНЫЕ РАЗНОСТИ РАЗНЫЕ РАЗНОСТИ САМОЛЕТЫ С УГОЛЬНОЙ ТОПКОЙ! Вряд ли кто-нибудь удивится, услышав рассказ об автомобиле, который «топят» дровами: газогенераторные установки широко использовались, например, во время второй мировой войны, когда бензин был, как говорится, на вес золота. Но что можно сказать о реактивном самолете, который сстопился» бы обычным каменным углем? А ведь в этом нет ничего невозможного. Существуют же форсунки, распыляющие тонко измельченный уголь; их можно установить и в камере сгорания прямоточного реактивного двигателя. Как знать — быть может такие самолеты когда-нибудь и будут созданы. «ПЕЧКА» В АТМОСФЕРЕ В земной атмосфере, на высоте 65—100 километров, севернее 55°, ученые обнаружили область, обладающую поразительным свойством: зимой здесь на 70° С теплее, чем летом! Чем это можно объяснить? Предполагают, что на высоте 110—120 километров с юга сюда переносится воздух, содержащий значительное количество атомарного кислорода, образовавшегося под действием радиации Солнца; опускаясь вниз, он превращается в молекулярный кислород, причем выделяется значительное количество тепла. Расчеты показали, что слой воздуха, содержащий атомарный кислород, должен опускаться со скоростью всего два миллиметра в секунду.
БИБЛИОТЕКА ПОЧВА-РАСТЕНИЕ- ЖИВОТНОЕ-ЧЕЛОВЕК До самого последнего времени главной задачей растениеводства было повышение урожая. Однако на современном уровне развития науки возникают новые задачи, и прежде всего — повышение биологического качества сельскохозяйственной продукции, ее питательной ценности. Если до сих пор агрохимия интересовалась лишь состоянием и развитием самих сельскохозяйственных растений, то новая агрохимия должна учитывать в первую очередь конечный результат использования продуктов растениеводства — здоровье сельскохозяйственных животных и человека. Ее задача — доставлять полноценную, сбалансированную по своему составу пищу, способную обеспечить человеку здоровье, высокую работоспособность, долгую жизнь и хорошую наследственность. Выполнение этой задачи требует применения к сельскому хозяйству методов и достижений не только агрохимии, но и медицинской науки, объединения усилий агрохимиков и врачей. Всем этим и многим другим вопросам посвящена книга известного французского биолога, по образованию — ветеринарного врача, Андре Вуазена «Новые научные принципы применения удобрений», вышедшая во Франции в 1963 г. Подготовленный М. Н. НИКОЛЬСКОЙ реферат этой книги, который мы публикуем ниже, познакомит наших читателей с основными идеями А. Вуазена. КАЛИЙ НАРУШАЕТ РАВНОВЕСИЕ Несмотря на то, что многие фермы Франции вносят в землю достаточно удобрений и получают высокие урожаи, несмотря на то, что скот на этих фермах получает необходимое количество кормов, мы часто можем прочесть в официальных французских обзорах: «Во многих передовых животноводческих хозяйствах встречается большая или меньшая стерильность животных, поносы, воспаления тонких кишок, хромота, мышечная дистрофия и другие заболевания, что приводит к убыточности хозяйств и их разорению. При этом их «отсталые» в смысле применения химических удобрений соседи нередко сохраняют свой скот продуктивным и здоровым». В чем же причины такого несоответствия? Общеизвестно, что удобрение пастбищ азотными и калийными солями дает значительный прирост травы. Но сопровождается ли это ростом продуктивности и доходности животноводства, то есть приро- 1 Содержание магния в крови у коров при выпасе на пастбище, обильно удобренном калием, уже на десятый день резко падает (сплошная кривая); на пастбище, слабо удобренном калием (пунктирная кривая), содержание магния в крови остается почти неизменным о о 2.52 2*^- 2,38 ,2.18 0J58 23. IV 25. IV 3.V
стом молока, мяса, шерсти? Автор приводит пример — два стада коров, которые паслись на двух пастбищах. Первое было удобрено малыми дозами калийных удобрений, второе — большими. Наблюдения за состоянием здоровья коров показали, что у них резко различен состав крови: содержание магния в крови коров, пасшихся на обильно удобренном калием пастбище, сильно падало (рис. 1). Уже через десять дней у этих коров наблюдалось глубокое расстройство магниевого обмена, возникала тяжелая болезнь — пастбищная тетания. Совершенно очевидно, что в таких условиях продуктивность и пищевая ценность молока и мяса резко ухудшались. Хозяйство терпело убытки. И вызваны они были неправильным применением калийных удобрений: химические анализы травы показали, что на сильно удобренном пастбище она излишне богата калием и бедна магнием и натрием. Восполнить этот недостаток нужно было, внося вместе с калием или в виде специальной подкормки магниевые удобрения. Применение калийных удобрений снижает и содержание бора в растениях. А недостаток бора вызывает, например, сердцевинную (сухую) гниль свеклы. Большинство садоводов знает, что теперь без борных удобрений плохо плодоносят сады. Поэтому во многих странах калийные и сложные удобрения, предназначенные для сахарной свеклы, обязательно включают в себя и бор. Таким образом, накопление в почве ка-1 лийных удобрений нарушает в ней равновесие магния, натрия, бора, иногда кальция. А. Вуазен задает вопрос: а не является ли глубокой ошибкой стремление промышленности производить концентрированные калийные удобрения, очищая природные соли от магния, натрия и других элементов? Ведь именно их и будет недоставать растению после внесения таких калийных удобрений! Здесь есть над чем подумать и агрохимикам, и зоотехникам, и ветеринарам, и химикам-технологам. АЗОТ И МЕДЬ В одном из опытов А. Вуазена группа телок паслась на лугах, куда в течение длительного времени вносили большие количества азотных удобрений. Состояние телок постепенно ухудшалось. Анализы крови показали, что в этом случае в ней резко падало содержание меди (рис. 2). Это приводило к резкому нарушению медного обмена у животных. Объяснить происходящее можно тем, что при внесении больших доз азотных Содержание меди в крови у телок при выпасе на пастбище, обильно удобренном азотными удобрениями, снижается. Это снижение сильнее выражено при больших дозах азота (сплошная кривая — 200 кг/га) и слабее — при меньших (пунктирная кривая — 80 кг/га) Влияние дозы азотных удобрений на урожайность и химический состав цветной капусты. За единицу принят контрольный участок, куда азотных удобрений не вносили: там был получен урожай в 10,5 кг при содержании сырого белка 17,2% и лизина в нем 4,4% 17,23 18,25 21.04# урожайность (*г 5.3 15.9 4.0'со^.. з,0 31.111 2.VIJ ailviu ex О 30 120 Азот (кг/га) 240 860
удобрений снижается биологическая ценность трав. Чем больше почва получает азота, тем меньше меди содержат растения. Сами они начинают «чувствовать» недостаток меди и снижают урожайность лишь тогда, когда содержание меди в них падает до 4 миллиграммов на килограмм сухого вещества. А животные оказались значительно более чувствительными к недостатку меди: их продуктивность снижалась уже тогда, когда содержание меди в траве было меньше 8,0 мг/кг. Таким образом, может случиться, что урожайность еще возрастает от применения основного удобрения, а животное уже чувствует дефицит того или иного элемента, который растение ощутит значительно позднее. Кроме того, приведенные в книге Вуа- зена опыты с цветной капустой и шпинатом показали, что при усиленном внесении азотных удобрений, несмотря на рост урожайности и содержания сырого протеина в овощах, питательная ценность их падает: снижается содержание важнейших аминокислот, в первую очередь лизина (рис. 3). Правда, исследования советского ученого Б. П. Плешкова не подтверждают этого вывода. А. Вуазен считает, что для устранения вредных последствий применения азотных удобрений их нужно дополнять медными — медным купоросом в количестве около 20 кг/га. Добавка медных удобрений особенно перспективна при возделывании зерновых. Так, голландский ученый Мульдер показал, что если без азотных удобрений урожайность пшеницы составляла в его опытах около 20 ц/га, то при внесении азотных удобрений в возрастающих дозах она сначала увеличивается до 26 ц/га (при дозе азота 70 кг/га), но в дальнейшем быстро уменьшается. Когда же в дополнение к азотным удобрениям было внесено 20 кг/га медного купороса, то урожайность возросла с 26 до 42 ц/га, то есть почти вдвое. А исследования, проведенные в 1961 г. кандидатом биологических наук И. Н. Полухиной в Сельскохозяйственной академии им. Тимирязева, показали, что добавка меди повышает прочность и гибкость стеблей зерновых культур и снижает полегаемость хлебов. А. Вуазен пишет и об этих опытах. Еще пример из книги. В окрестностях Монреаля (Канада) при выращивании лука на черноземе, бедном медью, после нескольких лет применения азотных и фосфорных удобрений стал получаться лук с очень хрупкой и бледной кожицей. Он плохо хранился и портился при механической сортировке. Но достаточно было ввести медные удобрения, как это сразу укрепило кожицу лука. А. Вуазен указывает, что одна из крупнейших фирм Европы, производящая азотные удобрения, уже несколько лет добавляет в них медь, и такие удобрения на некоторых почвах (особенно на торфянистых) весьма эффективны. ЦЕЛЬ — СБАЛАНСИРОВАННЫЕ УДОБРЕНИЯ В книге А. Вуазена наглядно показывает-- ся, что основные элементы удобрений могут переводить в нерастворимое или, наоборот, в слишком хорошо растворимое состояние другие элементы, необходимые самому растению, животным, человеку, и тем самым лишать растение возможности их использовать. Мы уже говорили, что избыток азота со временем вызывает «исчезновение» усвояемой меди; избыток калия — «исчезновение» натрия, магния, бора. Применение фосфорных удобрений ведет к тому, что в растении снижается содержание цинка, меди, железа и других элементов. Например, Вуазен указывает,
что к недостатку цинка очень чувствителен лен, поэтому подкормка его цинковыми соединениями резко повышает урожайность и качество льна даже при низких нормах фосфорных удобрений. Цинковые удобрения особенно эффективны на карбонатных почвах. Отрицательную роль может играть и кальций: излишнее известкование почвы снижает содержание в растениях марганца, а это, в свою очередь, уменьшает плодовитость животных. У овса недостаток марганца вызывает серую пятнистость. Все это нарушает плодородие почвы, ведет к ухудшению биологической ценности урожая, снижению его количества и в конечном счете сказывается на здоровье сельскохозяйственных животных и человека. В частности, А. Вуазен приводит некоторые данные, указывающие на то, что недостаток меди в продуктах питания может снижать сопротивляемость организма человека к различным заболеваниям. Этот вопрос требует пристального внимания и специального изучения агрохимиков совместно с врачами. Материалы, собранные А. Вуазеном, показывают, что для правильного применения удобрений мало знать один только состав почвы. Нужно учитывать также, как основные удобрения влияют на содержание в растении всех веществ, определяющих биологическое качество продукта: минеральных макро- и микроэлементов, азотистых соединений (белка, аминокислот), углеводов, витаминов, гормонов и т. д. Подбирая оптимальные дозы и композиции удобрений, можно, как показывает Вуазен, активизировать синтез растением многих ценных веществ. Например, оптимальная доза натрия заставляет листья сахарной свеклы синтезировать в несколько раз больше каротина. А это значит, что при скармливании такой листвы коровам мы получим молоко, обогащенное значительным количеством витамина А. Оказывается, подбором нужных доз удобрений можно в значительной степени увеличить содержание в растениях и витаминов группы В, С и др. Таким образом, основная цель применения минеральных удобрений, по Вуазе- ну,— исправить любое нарушение равновесия минеральных веществ почвы с тем, чтобы получить растения высшего биологического качества при максимальной урожайности. А так как недостаток или избыток в почве какого-либо усвояемого элемента уменьшает эффективность всех остальных элементов и поэтому снижает качество и количество урожая, то задача агрохимии — подбирать наилучшие сочетания удобрений, ориентируясь не только на урожайность, но и на биологическое качество продукции. «ПОЧВА И УДОБРЕНИЯ ТВОРЯТ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА» —вот основной тезис Андре Вуазена. Комментирует заслуженный деятель науки РСФСР профессор А. В. Петербургский Опубликованный в этом номере журнала реферат книги французского ученого, члена Французской академии сельскохозяйственных наук А. Вуазена содержит много поучительного. Недаром эта книга была вскоре после ее выхода в свет переведена на английский, немецкий и другие языки. Ее автор пользовался большим авторитетом и у себя на родине и в других странах, в частности на Кубе, где был встречен в 1964 г. с большим энтузиазмом. В предисловии к книге Вуазена член Французской Академии профессор Брессу очень ярко выразил основную идею автора: «Животное и человек являются биохимической фотографией почвы». Действительно, Вуазен убедительно показал, что нарушение принципа равновесия веществ во вносимых минеральных удобрениях может привести к дефициту тех или иных минеральных элементов (главным образом — микроэлементов) в кормах, что отрицательно сказывается на развитии, здоровье и продуктивности дсь
машних животных. Люди, питающиеся растительными и животными продуктами, тоже могут испытывать недостаток в некоторых элементах вследствие низкого содержания их в пище. Хорошо известно, что существуют крайне важные для животных и человека элементы, пользу и необходимость которых для растений еще не удалось обстоятельно изучить. Кроме элементов, перечисленных Вуазеном, к их числу принадлежит, например, йод, недостаток которого в пище, воде, кормах приводит к нарушению деятельности щитовидной железы. Другой подобный элемент — кобальт: при недостатке его в почве и, следовательно, в кормах сельскохозяйственные животные заболевают сухоткой. Ничего не пишет автор и о молибдене, хотя применение его растет из года в год во многих странах мира. Молибден не только значительно повышает урожай бобовых и зернобобовых культур, но и «Тайная мудрость человеческого организма», а ниже в скобках «Глубинная медицина», — такие заголовки на переплетах непривычны для современных медиков (да и для ученых всех специальностей, пожалуй, тоже). Впрочем, необычно не одно название, но и судьба книги, и судьба ее автора— доктора А. С. Залманова. Он был одним из организаторов Всероссийской студенческой забастовки 1899 года. После ее подавления Залманов был арестован и исключен из Московского университета, где изучал медицину, право, лингвистику и историю. усиливает накопление ими атмосферного азота на кислых почвах. Правда, для животных потребность в молибдене не доказана. Молибден вместе с другими микроэлементами (бором, марганцем, медью) уже широко используется в земледелии Советского Союза. Однако дополнять микроэлементами главные минеральные удобрения, как предлагает Вуа- зен, нужно строго дифференцированно, учитывая свойства почв и потребности различных культур. Шаблон здесь может привести лишь к бесполезным затратам. Многочисленные исследования показали, например, что бора растениям обычно не хватает на почвах, подвергнувшихся известкованию, марганца — на нейтральных черноземах, меди — на освоенных торфянистых почвах и т. д. Для супесчаных почв, занимающих немалые посевные площади, характерно еще и низкое содержание магния и серы. Агрономическая химия, разра- Он окончил университет в Гейдельберге, получил три диплома доктора медицины — сначала немецкий, позднее — русский и еще — итальянский. В первую мировую войну вернулся на родину, был старшим врачом санитарных поездов, а после октября 1917 года возглавлял Главное курортное управление и Государственную комиссию по борьбе с туберкулезом. Лечил Надежду Константиновну Крупскую и Марию Ильиничну Ульянову. Ленин знал его и высоко ценил как опытного врача... В начале 20-х годов А. С. Зал- батывающая теоретическую основу всех мероприятий по удобрению почв, всегда считала своей главной задачей изучение круговорота веществ в системе почва — растение — хозяйство. Вмешательство человека в этот круговорот и привело к развитию промышленности минеральных удобрений, которые не только повышают урожай, но и улучшают его качество, если используются разумно. Отрицательные примеры, приводимые Вуазеном, как раз и представляют собой результат недостаточно продуманного внедрения химических средств в земледелие. Чтобы исключить такие случаи, удобрения должны применяться только на основе агрохимических анализов почвы. Это делается во многих странах, в том числе и в СССР, где недавно организована государственная агрохимическая служба с сотнями первоклассных лабораторий. Книга Вуазена — еще одно доказательство важности такой службы. манов уехал за границу, работал в клиниках и лабораториях крупнейших городов Европы, занимался физиологией, патологической анатомией, коллоидной химией, практиковал как терапевт. Особенно как физиотерапевт- бальнеолог. Среди своих коллег доктор Залманов прославился как «еретик». Он выступил против профилактических прививок. Он раньше и энергичнее других заговорил о вреде неумеренного применения антибиотиков и химиопрепаратов. Он предложил следовать иным принципам лечения болезней. КНИГА, КОТОРАЯ ВЫЗВАЛА СПОРЫ, ЕЩЕ НЕ ВЫЙДЯ В СВЕТ
Залманов — не единственный •среди медиков высказывал подобные мысли. Вот что пишет в предисловии к его книге видный советский физиолог академик В. Н. Черниговский: «...вакцинация и всяческие прививки, начинающиеся чуть ли не с грудного возраста, не могут способствовать поддержке на должном уровне собственных защитных механизмов организма. На это у нас настойчиво обращал внимание такой выдающийся патолог, как И. В. Давыдовский. ...Тем более прав А. С. Залманов (это особенно относится, конечно, к зарубежной медицине), когда ратует против безудержного применения всевозможных патентованных и непатентованных химиотерапевтических средств, наводняющих все больше из года в год медицину в Европе и Америке». В. Н. Черниговский подчеркивает в предисловии, что, выступая этротив эрлиховской Terapia steri- lisans magna ("Пауль Эрлих считал необходимым полностью стерилизовать, очищать организм больного от микробов), автор книги оказывается очень близко к тем идеям, которые в свое время развивал крупнейший наш ученый академик А. Д. Сперанский. «Главная мысль А* С. Залма- нова в основном сводится к тому, что следует обращать сугубое внимание на поддержку и стимуляцию естественных защитных ресурсов организма. В этой мысли нет ничего несообразного или неверного». Но книга Залманова вызвала множество споров и во Франции, где впервые увидела свет в 1958 году, и в ФРГ, Италии и других странах, где была переведена вскоре. И у нас — еще до того, как книгу перевели (оригинал написан по-французски) и издали — крупный терапевт выступил против нее со статьей «Назад к Гиппократу...» ОСНОВНЫЕ ИДЕИ ...Идеи современной биохимии, физиологии и фармакологии останутся беспочвенными мечтаниями, если вообразить, что они могут своими средствами изменить величественный поток жизни. Жизнь избегает грубых, аритмичных, неуправляемых взрывов. Небольшие колебания, маленькие химические реакции при умеренной температуре дают организму сопротивляемость крепче стали и направляются с точностью и тонкостью, не свойственной технике термитов. В этом великая «мудрость организма»... Врачи могут многое сделать Бесспорно, автор отчасти сам вызвал на себя «огонь» коллег. Хлесткость, в которой скво* зит подчас желание автора с ни-» екать приверженцев не только среди специалистов, подчас ведет его к упрощениям в трактовке биологических процессов. Впрочем, при издании книга Залманова была сокращена... вдвое! И потому сейчас трудно судить, кто виноват в той или иной неточности, — автор, переводчик, или это результат сокращения. И все же эта книга — она выпущена в 1966 году издательством «Наука» — представляет большой интерес, ибо за ее строками более чем пятидесятилетний опыт терапевта, физиотерапевта и исследователя-медика, обладавшего поистине энциклопедическими знаниями. Надеемся, что читателям будет небезынтересно познакомиться с отрывками из этой книги. В. ВОЛОДИН для сохранения и продления жизни, если они будут всегда уважать эту «мудрость организма». В старом доме классической медицины есть бесчисленные сокровища. Но эти сокровища разбросаны в подвалах и на чердаках, забыты, оставлены без внимания, покрыты пылью. Чтобы обнаружить эти драгоценные частицы знаний, чтобы сделать отбор, нужно быть вооруженным направляющими идеями, доктринальным ситом для отсеивания ценных крупиц. Живая материя характеризуется тем, что множество бесконечно малых единиц (коллоидные мицеллы) обладает
чрезвычайно большой поверхностью по отношению к объему человеческого тела. Вес коллоидальных веществ в протоплазме тела человека — 5 кг в сухом виде. Так как средние размеры мицелл в протоплазме составляют около 5 миллионных частей миллиметра, то поверхность, представляемая мицеллами всего тела, безусловно не менее 2 000 000 м2, т. е. 200 гектаров. Более 100 000 км капилляров на 200 гектаров живой поверхности! Важность капиллярного кровоснабжения очевидна. А. Каррель, учитывая количество питательной жидкости, необходимой для сохранения ткани в культуре, подсчитал, что потребность человеческого организма в крови и лимфе составляет 200 000 л в день. Бесконечно малыми, но замечательно используемыми средствами, 35 л жидкости, осуществляет человеческий организм совершенное орошение тела человека весом в 52—54 кг E л крови, 2 л лимфы, 28 л внеклеточной и внутриклеточной жидкости). ЗАМКНУТАЯ И СВОБОДНАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ Внутренняя циркуляция жидкостей в органах является свободной циркуляцией. Объем этой свободной циркуляции без специальных сосудов составляет около 9—10 л: Слюна 1,5 Желудочный сок ... 2.5 Желчь 0,5—1,5 Панкреатический сок 0,7 Кишечный сок .... 3 Спинномозговая и мозговая жидкости . . 0,13—0,2 Замкнутая циркуляция жидкости, заполняющей кровяные и лимфатические сосуды, составляет 7 л: 5 л крови, 2 л лимфы. Чтобы обеспечить секреторные функции слизистых оболочек рта, языка, пищевода, желез пищевого тракта, чтобы обеспечить орошение клеток и тканей во всем организме, нужно, чтобы кровь и лимфа (закрытая циркуляция) получали непрерывный приток внеклеточных жидкостей через стенки капилляров венозной сети. Без этого притока кровь и лимфа потеряли бы свой нормальный состав, свою гомеостазию. Этот приток должен ежеминутно регулироваться с точностью, превосходящей воображение самых знаменитых биохимиков... мудрость организма: ...Клиническое преподавание, в котором господствует крайняя специализация, пропитывает мысль студентов бесконечными пробами крови, биоскопией отдельных органов, весьма спорными, сомнительными законами; и здесь никогда не упоминается о естественном самоизлечении. ...Наша (автора книги. — Р е д.) терапия основана на физиологической гидротерапии, режиме дезинтоксикации и уважении к ауторегуляции. ...Постройте в каждом городе гидротерапевтические учреждения, организуйте при каждом большом заводе диетическое питание, и вы достигнете значительно меньшего количество занятых коек в больницах. Можно было бы превратить большинство санаториев в дома отдыха для переутомленных, для выздоравливающих и организовать в санаториях гигиеническое перевоспитание гиподи- намичных пациентов. КАПИЛЛЯРОТЕРАПИЯ ...Если тепловое лечение на курортах, несмотря на свою небольшую длительность, дает значительные результаты, почему же не подумали об организации систематического теплолечения для всех больных, страдающих хроническими болезнями? Если не всегда возможно проводить лечение тепловыми ваннами в домашних условиях, то почему же не подумать об организации для этой цели водолечебниц, действующих круглый год? Мы не должны никогда забывать, что существует тесная связь между человеческим организмом и водой. Всякий животный организм вышел из моря, он унес в себе соленую воду моря, он живет в воде. Вода — защитный фактор организма, обеспечивает гибкость и эластичность тканей, посредник теплорегуляции, участвует в питании и выводит выделения, пропитывает ткани жидкостью, без чего невозможно существование протоплазмы, в которой происходит растворение кристаллоидов и суспензия коллоидов, диссоциация электролитов на ионы с повышенной реактивностью. Таким образом, вода имеет первенствующее физиологическое значение...
И. АЧИЛЬДИЕВ КАК «ЛЕЧАТ» КНИГИ Подобно человеку, книга может болеть. Причины «болезни» книг бывают разные: плесневый грибок, повреждение насекомыми, солнечный свет, жара, влага. Различны и симптомы заболеваний. Со временем бумага и переплет становятся хрупкими, ломкими и могут истлеть, рассыпаться в порошок. В других случаях выцветает и угасает текст. Тем же «болезням», что и книги, подвержены другие виды печатной продукции — газеты, журналы, плакаты... В одном из зданий Ленинской библиотеки разместился отдел гигиены и реставрации книги. Здесь работают лучшие в стра- Так работает реставратор не «книжкины доктора», воссоздавая для людей редкие, порой уникальные издания и рукописи. Когда раскрываешь старую газету с самыми, казалось бы, незначительными заметками, объявлениями и хорошо ли, плохо ли написанными статьями, то открываешь для себя тот день, то время, когда газета впервые появилась у читателя. N ...Маленький, чуть побольше записной книжки листок. Называется он «Ведомости» и «печатан в Москве генваря 2 дня 1703 года». Это один из первых номеров первой русской газеты. «На Москве вновь ныне медных пушек и мортиров вылито 400, те пушки ядром по 24 и 18 фунтов. А медь ныне на Пушечном дворе, которая приготовлена к
Одно из «Окон РОСТА» работы В. В. Маяковского, слева — до реставрации, справа— после реставрации новому литью, более 40 000 пуд лежит Повелением Его Величества московские школы умножаются, 45 человек слушают философию и уже диалектику окончили. На Москве ноября с 24 числа по 24 декабря родилось муж- ска и женску полу 385 человек. Из Персиды пишут: Индейский царь послал в дарах великому царю нашему слона и иных вещей немало. Из Казани пишут, на реке нашли много нефти, медной руды». Передо мной первый номер «Правды». Достаточно прочесть одни заголовки и рубрики, чтобы ощутить то время — начало нового подъема революционного движения. Вот эти заголовки: «Оштрафованные газеты», «Сходка в технологическом институте», «К взрыву в шахте Итальянка», «Принудительная набожность», «Голод», «Административные репрессии». А вот самое последнее сообщение на четвертой странице: «18 апреля пост, в пользу семей, пострадавших от ленских растрелов, от двух рабочих — 1 р. 60 коп.» Бережно хранятся первые экземпляры газет в отделе редких книг Государственной ордена Ленина Библиотеки СССР им. В. И. Ленина. У них длинная нелегкая история. К сожалению, забылись имена тех, кто передал драгоценные экземпляры в дар библиотеке. Сколько тысяч рук держали эти бесценные листы? Текст местами выцвел, истерся, бумага выкрошилась. Но читать все-таки можно. Приглядываешься внимательно и замечаешь, что чья-то опытная рука старательно поработала над ними. Перед реставратором специальный столик, очень похожий на монтажный. Такие обычно бы-
(ТИ.1 **«чили * „ .* mm h \ Bmnrt ля <vmzt татг, m *- ntt- т• «.,ду- * **б*ц*! о пш тодымо ггазйщсй ти опагия тог . ^ ' •; I и*?Ш4.П0КА еущоп&г? иирги^зй йипгри-v ПРИТАИЛИСЬ ТО Т/ М ТО ТУТ. N1. mi. П«)П1305УШГ 5Б s» 4705 ИХ пТ-'чцн* л О |i .,,,. ЖИ« T04UTI ' ' ^f'* А ТЫ Н£ УСТАВАЙ В . 4*НИИ. 0!ИУЩ №УКУ^Ш4Г| вают на киностудиях, в комнатах, где просматривают, отбирают и склеивают кинопленку. Главное оружие реставратора — клей. Реставрационный клей должен давать прозрачную пленку, обладать хорошими клеящими качествами и быть обратимым, то есть, таким, чтобы его можно было легко удалить, если книгу понадобится «лечить» вторично. До последнего времени реставраторы книг применяли только обыкновенный пшеничный клей. Он отвечает почти всем их требованиям: прочен, обратим, его пленка, образующаяся после высыхания, достаточно эластична. Но пшеничный клей подвержен «книжным болезням»: его любят и плесневые грибы, и вредные насекомые. От этого недостатка свободен обладающий многими хорошими качествами синтетический клей КМЦ (натриевая соль карбоксиметилцеллюло- зы). Только одно условие предъявляют реставраторы к карбо- ксиметилцеллюлозе: она должна быть очищена от свободной щелочи, применяемой в ее производстве, и от образующейся попутно поваренной соли. Когда поставлен диагноз заболевания, приготовлены клей и подсобные материалы, реставратор приступает к работе. На его столе лежит «пациент», обычно в довольно потрепанном виде. Здесь же клей, кисточка и небольшие листки бумаги приблизительно того же сорта и вида, как та, на которой напечатан «пациент». Кстати, о бумаге. Старинная тряпичная бумага ручного отлива оказалась очень живучей и сохранилась до наших дней, можно сказать, в отличном состоянии. А вот бумага второй половины XIX века и многие современные сорта бумаги очень недолговечны. Причина этого — в их химическом cd- ставе. В старину бумагу изготовляли преимущественно из текстильных волокон хлопка и льна. Содержание в ней чистой целлюлозы достигало 95%. А нынешняя газетная и ролевая бумага содержит всего 15— 30% целлюлозы и 70—80% древесной массы. А древесная масса — неустойчивый материал. Входящий в ее состав лигнин легко окисляется кислородом воздуха. Бумага быстро желтеет, становится ломкой. Рестав-
раторы шутят, что от древней Руси останется больше памятников слова, чем от современного книгопечатания. Какого труда стоило реставраторам сохранить для потомков первый экземпляр «Правды»! А когда сравниваешь между собой Петровские «Ведомости» и «Правду» 1912 года, то по четкости печати, по сохранности бумаги «Ведомости» выглядят гораздо свежее. Но вернемся к «операционному столу». Что будет делать реставратор? То, что лежит на его столе, трудно назвать книгой. Это какие-то обломки страниц с наполовину выцветшим текстом. Прежде всего, обломки книжного листа собираются по смыслу текста в единый лист, потери восполняются заплатами в стык — той же конфигурации, что и недостающие куски. Вновь возникают поля, места скрепления книги. Но это только полдела. «Постарела» сама основа бумаги, ее надо подновить, сделать опять прочной, эластичной... Для начала лист книги покрывают с обеих сторон специальным клеем ПФЭ 2/10 (на основе одноименного полимера). Когда клей высохнет, он образует нерастворимую в воде Книголюбов консультирует кандидат ' биологических наук Г. С. РОЖКОВА, заведующая отделом реставрации и гигиены книг Государственной библиотеки имени В. И. Ленина пленку, которая предохраняет текст. Потом лист опускают в воду. Он должен как следует намокнуть, разбухнуть. Но промокает-то он только с торцов! Шесть часов лист лежит в воде. А затем реставратор осторожно расщепляет его на две половинки. Между ними вклеивается специальный листок прочной хлопковой бумаги. Она полупрозрачна и тонка. Обе половинки листа наклеиваются на нее, а клеевую пленку снимают спиртом. Лист получил хорошую мягкую основу. Но что делать с выцветшим или, как говорят специалисты, угасшим текстом книги? В конце концов именно в тексте заложено то, ради чего было затеяно все лечение! Тексты, напечатанные типографским способом, почти не выцветают. Но реставраторам Библиотеки имени Ленина приходится иметь дело и с рукописями. Особенно трудно с карандашными рукописями. Карандаш со временем осыпается. В этом случае реставратор прежде всего наносит прямо на текст тонкий слой полуторапроцентного раствора натриевой соли карбоксиметилцел- люлозы. Наносит, следуя за контуром каждой буквы текста. От этой операции запись не ДВА НЕИЗБЕЖНЫХ ВРАГА Безусловно, самый главный враг книги — время. Большинство веществ, составляющих бумагу и клей, нитки и коленкор — это высокомолекулярные только укрепляется, но и становится четче, резче, как бы проступает на листе. После того, как раствор высохнет, эту карандашную запись невозможно будет стереть обыкновенной резинкой. Так буква за буквой, строка за строкой пройдены кистью реставратора карандашные рукописи Н. В. Гоголя, В. Г. Белинского, А. П. Чехова, В. Г. Короленко. Не легче сохранить выразительность плакатов. Кто не знает знаменитых Окон РОСТА и Окон ТАСС военного времени? Их писали дешевыми клеевыми красками — других не было. Плакаты быстро обветшали, местами полностью осыпалась краска. После того, как художники несколько подновят старые плакаты, реставраторы покрывают их 4—5-процентным раствором уже знакомого нам полимера ПФЭ 2/10, хорошо закрепляющим клеевую краску. Отдел гигиены и реставрации Библиотеки имени Ленина за год реставрирует и «лечит» больше трехсот тысяч страниц. И каких страниц! Только за прошлый год в отделе «вылечили» такие рукописи и издания, как один из первых списков «Горя от ума», все Окна ТАСС военного времени и Окна РОСТА работы В. Маяковского. БОРОТЬСЯ л соединения, подверженные процессам физико-химической деструкции или, проще говоря, старению. Не в наших силах остановить эти процессы, но каждый из нас может свести их действие к минимуму, соз- ВРАГИ КНИГИ И КАК С НИМИ
дав для книг оптимальные условия хранения и соблюдая очень несложные, в принципе, правила обращения с книгой. Нужно ли говорить, насколько важно не допускать воздействия на книги большой влажности, повышенных температур, яркого света, влияния всякого рода агрессивных веществ? Наверное, нет. Это самоочевидно. Другой практически неизбежный ускоритель старения книг — это пыль. В пыли содержатся частички различных веществ, которые могут пачкать бумагу и, перерезая ее волокна, нарушать структуру. Кроме того, на пылинках конденсируется влага, они же служат переносчиками бактерий, спор плесневых грибов, а иногда — яиц насекомых. Предохраняя книги от пыли, можно намного продлить срок их жизни. Здесь уместны два практических совета: задумав очистить от пыли все книги шкафа или стеллажа, начинайте с верхних полок; не стоит оставлять книги открытыми на ночь или уходя из дому — переплет более стоек к действию пыли, хотя и его неплохо защитить бумажной оберткой. ВРАГИ, ОТ КОТОРЫХ МОЖНО ИЗБАВИТЬСЯ И публичным, и частным библиотекам наносят ущерб враги, от которых можно избавиться. Первый из них — насекомые, личинки которых находят в бумажной массе и среду обитания, и источник корма. Многие насекомые способны жить в очень твердой среде и одновременно ею же подкармливаться. Их тела покрыты оболочкой из плотного вещества — хитина, которая защищает насекомое от различных неблагоприятных воздействий. Зна менитый « книжный червь» водится не только в книгах. Насекомые-книгоеды при других обстоятельствах повреждают зерно, мясо, мех, шерсть, кожу, дерево. На территории Советского Союза существуют более ста видов насекомых, опасных для книги. Самые распространенные из них— жуки-точильщики, притворяшки и кожееды, моль, книжная вошь. В большинстве случаев вредит не само насекомое, а его личинки. Они развиваются в книгах близ крышек переплета, повреждая первые и последние листы книги. В толщу книги личинки проникают очень редко. Личинки растут, кормятся, а на страницах образуются траншейки, набитые так называемой буровой мукой — экскрементами личинок. Снаружи следы повреждения книги насекомыми долгое время незаметны, и только после того, как личинки закончат свое развитие, на обложке появятся круглые отверстия — места вылета нового поколения жуков. А ведь траншейки внутри книги можно было заметить и раньше. Поэтому всем книголюбам мы рекомендуем не реже 2—3 раз в год просматривать свои книги, чтобы своевременно заметить насекомых. Книгу следует осмотреть сначала снаружи — нет ли повреждений переплета или обреза, а затем раскрыть ее и обследовать первые и последние листы. Следует также выяснить, нет ли нежелательных поселенцев в корешке. Здесь охотно поселяются не личинки, а сами жуки. Осматриваемые книги стоит потрясти и даже постучать нижней частью корешка по белому листу бумаги. Если в книгах обнаружатся живые насекомые, то такие книги нужно срочно вынуть из шкафа, и в корешок каждой книги при помощи глазной пипетки закапать по 2—3 капли дезинсекталя или 2%-ного раствора хлорофоса. Каждую книгу после обработки следует завернуть в бумагу и на неделю положить в плотно закрывающийся деревянный ящик, дно которого предварительно обрабатывается дезинсекталем. Ну, а если насекомых стало очень много, проведите полную дезинсекцию помещения.
Наиболее доступные средства дезинсекций — минерально- масляная эмульсия ДДТ, смешанная с 2—3%-ным раствором хлорофоса. (ОСТОРОЖНО! ЯД!) Оба инсектицида — контактные яды. Насекомые гибнут от соприкосновения с обработанной ядами поверхностью. Опрыскивание помещения производится с таким расчетом, чтобы жидкость не попадала на книги. Лучше обработать химикатами плинтус, пол под шкафами и стеллажами, а также их внутренние стенки. Опрыскивание проводится обычным пульверизатором. При работе с инсектицидами необходимо соблюдать осторожность. ЕЩЕ ОДИН ВРАГ — ПЛЕСЕНЬ Большую опасность для книг представляют плесневые грибы. Грибы в процессе питания используют клей, ткани, бумагу, кожу, краски, нитки — иначе говоря, все материалы, составляющие книгу. Большинством видов грибов усваиваются клеевые вещества — крахмал, желатина, столярный клей, казеин. Появился грибок, и бумага лишается проклейки, переплет — тоже. Грибы могут произвести настолько глубокие разрушения, что со временем бумага и ткань становятся ветхими, ломкими, иногда совсем прозрачными. При этом резко возрастает кислотность бумаги, так как жизнедеятельность грибов сопровождается образованием органических кислот. Явный признак поражения книг грибами — образование разноцветных пятен. На листах (особенно часто на титульных и форзацах), а также на внутренней стороне переплета колонии грибов растут в виде цветных бархатистых и мучнистых налетов. Часто эти колонии «заглушают» текст настолько, что его становится трудно прочесть. Пигменты грибов очень устойчивы, глубоко прокрашивают волокно бумаги и почти не поддаются удалению, по крайней мере теми средствами, которые можно применять, не нанося вреда бумаге. Общеизвестно, что появлению плесени благоприятствуют сырость и повышенная температура. Необходимое условие роста грибов на книгах — достаточное содержание влаги в бумаге и переплетных материалах. При недостатке влаги споры не могут прорасти и дать начало новым колониям. В очень сухом воздухе развитие грибов приостанавливается, погибает мицелий, но споры остаются невредимыми; через многие годы они могут дать начало новым колониям. Для удаления плесневых грибов нужно продезинфицировать книги. Под дезинфекцией книг понимается уничтожение микроорганизмов, главным образом, спор плесневых грибов. Существуют различные способы дезинфекции книг. Широко распространена дезинфекция книг формальдегидом — бесцветным хорошо растворимым в воде газом с резким запахом. Водный раствор формальдегида (формалин) хранят в склянках из темного стекла при постоянной комнатной температуре. Приступая к дезинфекции, помните, что формалин раздражающе действует на слизистые оболочки и сушит кожу, поэтому работа с ним требует соблюдения определенных правил техники безопасности. Руки должны быть защищены резиновыми перчатками, в комнате, где проводится дезинфекция, откройте окно или форточку. В домашних условиях наиболее удобна полистная дезинфекция книг, пораженных грибом. Она проводится вручную с помощью смоченного 2%-ным раствором формалина и туго отжатого ватного или марлевого тампона и плоской щетки — флейцовки. Лучше иметь под рукой два тампона: один для снятия налетов плесени, другой — для общей очистки поверхности листа. Налеты плесени снимают с листа так, чтобы взять их внутрь тампона. Ни в коем случае нельзя втирать налет или размазывать его по листу. После удаления налета лист дополнительно обрабатывают чистым тампоном. При общей очистке листа сначала обрабатывают поля, а затем поверхность листа с текстом. Если прикосновение влажного тампона будет влиять на текст (это случается очень редко — с некоторыми старыми сортами типографской краски или когда бумага очень ветхая), очистку ведут сухой ватой. После обработки книги тампоном следует просушить ее при комнатной температуре Для ускорения просушки можно воспользоваться вентилятором.
СВОЕВРЕМЕННЫЙ РЕМОНТ Чтобы продлить жизнь книг, нужно не только соблюдать правила их хранения и гигиены, но и своевременно ремонтировать книги. Для ремонта прежде всего необходим клей. Он должен быть безвредным для материалов книги, прозрачным, обладать хорошей клеящей способностью. Такими свойствами обладает известный всем клейстер, приготовленный из пшеничной или картофельной муки. Практикой выработалась оптимальная рецептура клейстера: к 6 г муки, хорошо размешанным в небольшом A0 г) количестве холодной во- Как можно окрашивать пластмассовые детали после того, как они уже отформованы! Такой вопрос задает старший инженер Харьковской пуговичной фабрики Л. И. Райзман. Обычно изделия из пластмасс окрашивают до их формовки, вводя в рецептуру те или иные красители- Но в некоторых случаях, особенно когда нужно скрыть дефекты поверхности, прибегают и к окрашиванию готовых деталей. Никаких особых красителей для этого не применяют, а пользуются обычными кислотными или основными красителями. Для сцепления краски с поверхностью детали желательно, чтобы растворитель частично растворял пластмассу. Поэтому, когда окрашивают полистирол, галалит или оргстекло, готовят спиртовые растворы красителей. Чаще всего берут смесь равных объемов бутилового спирта с глицерином или этилового спирта с метило- ды, при постоянном помешивании приливают 90 г кипящей воды. К остывшему клею добавляют 1 мл глицерина. Такой клей пригоден для работы в течение двух суток. В дальнейшем он теряет клеящие свойства из-за идущих в нем процессов брожения и бактериального разложения. Не применяйте для ремонта книг клеи, продающиеся в писчебумажных магазинах,— конторский, канцелярский, «Слон» и другие. Они очень вредны для бумаги, потому что делают ее хрупкой и ломкой. Для ремонта переплета или в случае выпадения блока книги из переплета рекомендуется вым. Концентрация красителя лежит в пределах 0,5—3%. Оборудование для окраски несложно: достаточно иметь электроплиту с водяной баней и сушильный шкаф. На водяной бане греют в баке или ванне красящий раствор, в него погружают детали (удобней всего — в решете), и раствор доводят до кипения. Лучше, если кипятят раствор в закрытом сосуде с обратным холодильником; если же холодильника нет, то раствор нужно периодически подливать. После 3—5 минут кипячения детали извлекают из раствора, и если окраска получилась не совсем ровной, то промывают их в спирте. После этого детали высушивают и полируют. Конечно, внешний вид детали, окрашенной с поверхности, хуже, чем у детали, изготовленной из цветной пластмассы. Но основной недостаток поверхностного окрашивания—непрочность слоя краски. Чтобы закрепить его, деталь использовать в качестве клея поливинилацетатную эмульсию — раствор поливинилаце- тата в бензине (ПВА). Поливи- нилацетатной эмульсией можно наклеивать и фотографии; получается надежное крепление и не появляется желтизны. Но надо иметь в виду, что этот клей необратим, то есть убрать его нельзя. Надорванные страницы восстанавливаются заплатами из папиросной бумаги. Обветшалые поля лучше всего укреплять бумагой примерно того же состава и сорта, как та, из которой сделана книга. Рисунки А. КОЛМАНКА иногда обрабатывают водными растворами формальдегида или квасцов. Узнать, насколько прочно держится краска на детали, можно очень нехитрым способом: деталь завертывают на несколько часов в мокрую белую ткань и смотрят, появились ли на ткани пятна» Более подробно о поверхностном окрашивании пластмассовых изделий можно прочитать в книге Б. И. Лосева, Г. В. Путинцева и К. Н. Стрельцова «Обработка и отделка деталей из пластмасс», Ленинград, 1966 г. НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ
УЧИТЕСЬ ПЕРЕВОДИТЬ Старший преподаватель Кафедры иностранных языков АН СССР Ю. В. ТАРАНОВИЧ НЕМЕЦКИЙ-ДЛЯ ХИМИКОВ ПСЕВДОПРОСТЫЕ СЛОВА Нам часто кажется, что мы знаем все слова немецкого предложения, — а перевести его никак не удается. Вот пример: 7. Zu diesem SchluB kommt man in der Regel bei der Bel 1 and lung der in Frage stehenden chemi- schen Verfahren. Дословный перевод этого предложения: «К этому концу приходят в правиле при обработке стоящих в вопросе химических способов». Полная бессмыслица! Всем известно, что многие слова и грамматические формы в разных сочетаниях и контекстах имеют разные значения. Но при переводе нередко забывают об этом. Попробуем разобраться в нашем предложении. а) Слово «der Schlufci» переводится не только как «конец», но очень часто означает «заключение», «вывод», а сочетание «zu diesem Schiufi» — «к этому выводу». б) Слово «die Regel» означает «правило». Однако сочетание «in der Regel» переводится «как правило», «обыкновенно», «обычно». в) Существительное «die Behandlung» означает не только «обработка», «обращение», но и «обсуждение», «трактовка». г) Все знают, что «die Frage» — это «вопрос»; но оборот «in Frage stehend» переводится как «обсуждаемый», «рассматриваемый», «подлежащий рассмотрению», «данный». д) Слово «Verfahren» означает не только «способ», «метод», но и «процесс», а во множественном числе это слово не изменяется (меняется только артикль: das Verfahren — die Verfahren). Теперь осмысленный перевод приведенного предложения не вызывает никаких затруднений: 7. К этому выводу обычно приходят при обсуждении данных (рассматриваемых) химических процессов (методов). Чем же вызываются такие затруднения при переводе? Обычно преподаватели иностранных языков обращают внимание учащихся на те значения слов, которые наиболее часто встречаются в литературе, причем большей частью — в художественной. Учебные словари и словари-минимумы также отражают, в основном, нормы художественной литературы или разговорного языка. В результате такой подготовки учащиеся оказываются бессильными в переводе научной и технической литературы. Они склонны применять свои прежние знания к совершенно неподходящим для этого условиям. «Rund» они будут переводить «круглый», а не «приблизительно», «примерно». В самом деле, зачем искать по словарю слово «das Wesen», если известно, что оно означает «существо». О том, что слово «das Wesen» может еще означать «поведение», «сущность», «бытие», «признак», «характер», «качество», переводящий и не подозревает. «Laufend», несомненно, будет переведено им как «бегая», «бегущий»; но в научной и технической литературе это слово переводится иначе — «непрерывный», «текущий», «порядковый», «систематический». Много ошибок возникает из-за буквального осмысления составных частей сложных существительных. Запомните, что: der Mittelpunkt — «центр», но не «средняя точка»; die G rund I age — «основа», а не «основное положение»; der Standpunkt — «точка зрения», а не «точка стояния»; der Zeitpunkt — «период», а не «точка времени»; der Vorteil — «польза», «выгода», «преимущество», а не «предварительная часть», или «передняя часть»; der Bruchteil — «частица», «доля», «дробная часть», а не «поломанная часть»; das Handbuch — «справочник», «руководство», а не «ручная книга». Встречаются грубые ошибки при переводе «интернациональных» слов, которые в русском языке имеют иные значения, чем в немецком. Вот примеры:
spezifisch —. «удельный», «видовой» (редко «специфический»); extra — «специально», «особо», «отдельно», «дополнительно», но не «экстра»; sekundar — «вторичный», но не «секундный»; Daten — «данные», но не «даты»; das Instrument — «прибор» (а не только «инструмент»); der Grad — «степень», «коэффицент» (не только «градус»); der Schirm — «экран», но не «ширма»; numerisch — «числовой», но не «номерной»; ultrarot — «инфракрасный», но не «ультра- красный»; normal — «обычный» (а не только «нормальный»); maschlnell — «механический» (не только «машинный»). Некоторые слова смешиваются из-за их графического сходства: пиг — только, лишь, лишь только; nun — теперь, ввиду этого, затем, далее, так как, ввиду того что, после этого, напротив; etwa — примерно, около, почти, приблизительно, например, может быть, пожалуй; etwas — нечто, что-то, кое-что, немного, слегка; folgen — следовать, слушаться, подчиняться (чему-либо), придерживаться (чего-либо), следить (за чем-либо); folgern — заключать, делать вывод; die Mitte — середина, центр; das Mittel — среда, средство, слой, пласт; gelangen — достигать, прийти, доходить, оказаться; gelingen — удаваться, получаться, выходить; konnen — мочь; kennen — знать что-либо (конкретное); wissen — знать что-либо (вообще); weisen — указывать. Нередко смешивают значения двух слов, имеющих как-будто общий корень: das Bild — картина и bilden — образовывать; setzen — ставить, сажать, устанавливать, назначать и der Satz — тезис, положение, теорема, закон, формула, комплект, набор, серия, порция, осадок, предложение. А теперь проверьте свой перевод предложения и небольшого текста по химии, которые были предложены вам в предыдущем номере журнала. 5. Катализом называется процесс ускорения определенных химических реакций, вызываемых присутствием веществ, не участвующих, казалось бы, в этих реакциях. 6. Этот экспериментально установленный факт привел к выводу, что вещество возникает при объединении отдельных индивидуумов (атомов) в молекулу в определенном сочетании. Закон кратных отношений сразу становится ясным, если предположить, что все атомы водорода, а также все атомы кислорода имеют одинаковую массу, причем вышеуказанные числа относительных эквивалентных весов получаются тогда, когда считают, что атом кислорода О ровно в 16 раз тяжелее атома водорода Н. Руководствуясь этим соображением, ввели понятие атомного веса, которое вначале должно было показывать, насколько атом какого-либо элемента тяжелее атома самого легкого из них, а именно атома водорода. Более точные измерения показали позднее, что при пользовании этой единицей атомный вес самого водорода равен не точно единице, а составляет 1,008. Подробнее об этом будет сообщено ниже. Итак, вы получили представление о «псевдопростых» (точнее — «псевдознакомых») словах немецкого языка. И все же этого недостаточно для того, чтобы правильно переводить. Позволю себе маленькое отступление. Все мы знаем, что переходить улицу можно только при зеленом сигнале светофора. Нарушение правил уличного движения может привести к весьма тяжелым последствиям, и это оказывает внушительное воздействие на пешеходов. Иное дело — перевод. За переводящим не наблюдает милиция, никто не штрафует его за ошибки, нет никакой угрозы жизни и здоровью. Одним словом, в этом случае внушительное внешнее воздействие отсутствует. Критическая оценка правильности перевода самим автором слишком субъективна. Но даже понимая несовершенство нашего перевода и занимаясь самокритикой, мы часто склонны к снисходительности. Отсюда — главное требование к переводчику: постоянное совершенствование знаний. Любой язык богат «псевдопростыми словами»; знать их необходимо, но этого недостаточно. Попытайтесь перевести пять предложений из химической литературы. Предупреждаю — в предлагаемом «тренировочном» материале трудности не ограничиваются «псевдопростыми словами». Эти трудности мы обсудим в следующем номере журнала. Там же вы найдете перевод этих предложений и познакомитесь с первой грамматической темой. 8. Wenn die im Gemisch vorhandenen Verbindun- gen einzeln bekannt sind, so lassen sich die Bedin- gungen fiir die Treiiiiung auf Grund von Daten vorausberechnen, die mil den reinen Verbindungen, den zu verwendenden Austauschern und den Eluier- mitteln gewonnen werden konnen.
9. Im vorLiegenden Falle, in dein die zu trennen- den Stoffe nur in ihren allgeineinen Eigenschaften bekannt sind, konnen die Trennungsversuche nur empirisch ausgefiihrt werden. 10. Dann handelt es sich also nicht einmaL um physikalisch-chemische, sonderji um rein physikali- sche Vorgange. 11. Dieses Verfahren versagt immer dann. wenn es darauf ankomint, untergeordnete Verhaltnisse zu erhellen. 12. Um die Verbrennung einzuleiten, muB auf bestimmte Temperatur erhitzt werden. ПАТЕНТУЙТЕ ПЕРЕД ПУБЛИКАЦИЕЙ! В декабре 1964 года судно с 6000 овец на борту затонуло в гавани города Эль-Кувейт. Специалисты прикинули, что спасательные работы займут шесть месяцев. Но это был немыслимо большой срок: из той же гавани в город обычно подавалась вода, и трупы затонувших животных могли вызвать эпидемию. Положение спас датчанин Карл Кройер, он придумал способ поднять корабль гораздо быстрее. В затонувшее судно накачали пену, приготовленную на основе полистирола — на 98 процентов она состояла из воздуха. Пена сама закупоривала небольшие отверстия, так что уплотнять пришлось только большие пробоины. Благодаря этому спасательные работы заняли всего полтора месяца. Естественно, Кройер захотел получить патент на свое изобретение. Однако оказалось, что такой способ подъема затонувших судов однажды уже был описан, а согласно патентному законодательству, в этом случае патент не выдается. Кройеру отказали. Подобных неудач с патентами можно было бы назвать сколько угодно, однако на этот раз история была достаточно необычной. Дело в том, что «изобретателем» оказался... утенок Дональд — персонаж известного американского художника и мультипликатора Уолтера Диснея, которому и в голову не пришло защитить «авторские права» своего героя... Рассказ об этом любопытном случае был недавно опубликован в журнале «Chemistry», там же были помещены рисунки Диснея, предвосхитившие изобретение Кройера. Вот эти рисунки. 1 3 2 4 96 J. Утята работали как сумасшедшие — под водой и на берегу Ре бя-та, в али эти шарики в шланг! Вали их в шланг! 2. Даем, дядюшка Дональд! Но мы устали! Мы уже два ящика туда загрузили! (На ящиках написано —• «шарики для пинг-понга») 3. Наконец, они были вознаграждены за тяжелый груд Он зашевелился! Киль высвобождается из ила! 4. Кря-кря! Он поднимается! Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, Н. М. Жаворонков, С. В. Кафтанов, Л. И. Мазур, Б. Д. Мельник, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), П. А. Ребиндер, М. И. Рохлин (зам. главного редактора), С. С. Скороходов, В. И. Степанов, А. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), Н. М. Эмануэль Редакция: Б. Г. Володин, В. Е. Жвирблис, А. Д. Иорданский, О. И. Коломийцева, О. М. Либкин, В. В. Станцо, Т. А. Сулаева, И. М. Чаплина, В. К. Черникова Художественный редактор С. Верховский Технический редактор Э. Язловская Корректоры И. К. Шатуновская, Е. И. Сорокина, Ю. И. Глазунова При перепечатке ссылка на журнал «Химия и жизнь» обязательна Адрес редакции: Москва В-333, Ленинский проспект, 61/1. Телефоны АВ 7-52-29, АВ 7-72-64 и АВ 7-66-23. Подписано к печати 9/И~-1967 г. Т00969. Бумага 84X108^,6, печ. л. 6,8. Усл. леч. л. 10,08+1 вкл. Уч.-изд. л и Тираж 126.еоо Зак. 1586. Цена 30 коп. Московская типография JSte 2 Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР. Москва, проспект Мира, 105. V
Цена 30 коп. Индекс 71050 Издательство «Наука» 19674 химия жизнь Проверено временем Драгоценные страницы Элемент № 74: вольфрам Химические лазеры Мимоза или акация? Ради жизни вне Земли Из глубины веков Пожар в небе? Что вы знаете и чего не знаете о спичках Сванте Аррениус Корни уходят в почву Еще раз о пайке Джентльмен из Пильтдауна Повесть о ежах и молекулах Элемент копыловий Следы кварков? Немецкий — для химиков От рецепта к лекарству Кто такой провизор Научное фото Клуб Юный химик Новости отовсюду Технологи, внимание! Из писем в редакцию