Лаборатория химических историй. От электрона до молекулярных машин

И все же во многих случаях чистота посуды и реагентов необходима. Существует эффектный химический опыт: экспериментатор показывает присутствующим колбу с прозрачной жидкостью, после нескольких легких встряхиваний жидкость полностью превращается в твердую застывшую массу. Для опыта готовят насыщенный раствор в горячей воде кристаллогидрата сульфата натрия Na₂SO₄•10H₂O. После остывания раствор становится пересыщенным, и кристаллизация может начаться от легкого толчка, но не только от этого. Любая пылинка или частичка грязи на стенках колбы может вызвать кристаллизацию до того, как опыт будет продемонстрирован зрителям. В таком случае чистота посуды очень важна.

Существует другой вариант этого эффектного опыта, когда готовить заранее насыщенный раствор не требуется. Небольшое неудобство состоит в том, что показывать мгновенную кристаллизацию можно только на улице в прохладную погоду. В небольшую бутылочку наливают третичный бутанол (CH₃)₃C-OH. Это вещество совершенно безобидное и имеется во многих лабораториях, температура его кристаллизации +25,5 ^оС. При комнатной температуре третичный бутанол кристаллизуется неохотно, то есть легко переносит небольшое переохлаждение. Следует, зажав в кулаке бутылочку с третичным бутанолом (чтобы он не охладился преждевременно), вынести его на улицу и дать слегка охладиться в течение 3–4 минут. Если температура воздуха ниже 17 ^оС, то легкое встряхивание приведет к быстрой кристаллизации всей массы. И, разумеется, бутылочка заранее должна быть чисто вымыта, иначе кристаллизация может начаться самопроизвольно.

В заключение ответим на вопрос, стоящий в заголовке, поскольку у кого-то может создаться впечатление, что загрязнения иногда приводят к Нобелевской премии или к открытию. Нет, все немного не так. Использовать чистую химическую посуду в работе следует всегда, а в процессе интенсивной работы рано или поздно "счастливая" случайность найдет исследователя сама. Важно лишь не упустить момент и найти правильное объяснение.

Глава 12 Лабораторные будни

Об успехах химической науки рассказано в учебниках и специальных монографиях, а современные достижения описаны в свежих выпусках научных журналов. При этом в тени остаются рядовые будни химика и окружающая рабочая обстановка. Каждодневный труд в лаборатории внешне малопривлекателен – и тем не менее бывают ситуации, которые запоминаются надолго. Забавные случаи коллеги с удовольствием вспоминают и пересказывают знакомым, особенно когда они дополнены удачно сказанным словом.

Дым без огня

Во дворе каждого химического института есть склад, откуда хозлаборанты приносят в лабораторию небольшие порции нужных реактивов (кислоты, щелочи, растворители и многое другое). В некоторых институтах есть лаборатории, потребляющие в заметных количествах конкретные реактивы, нужные только этим лабораториям. В таком случае на складе сооружают небольшой металлический сарай с доступом для тех, кто работает с этими соединениями. Например, лаборатория кремнийорганических соединений постоянно потребляет хлорсиланы – жидкости, которые очень легко гидролизуются на воздухе, образуя хлороводород. Однажды, по стечению обстоятельств, произошло следующее. Химики переливали из двадцатилитровой бутыли в литровые бутылки хлорсилан, чтобы забрать его в лабораторию. Сифонировать через резиновую трубочку, видимо, не хотелось, потому что жидкость перетекает очень медленно, потому наливали просто через воронку, стоя в противогазах и наклоняя вдвоем двадцатилитровую бутыль. В то же самое время буквально в двадцати метрах от химиков хозлаборанты вынесли с общего склада бутыль с концентрированным водным раствором аммиака и тоже, стоя в противогазах, стали наливать его в небольшие бутылки. Поскольку и те и другие были в противогазах и внимательно следили за жидкостями, то не сразу заметили, что происходит вокруг. А затем все скрылось в густом дыму. Пары HCl и NH₃ при взаимодействии образуют в воздухе мелкие кристаллики хлорида аммония NH₄Cl, напоминающие дым. Этот широко известный и совершенно безопасный опыт, который показывают школьникам, вдруг стал масштабным. Густеющий дым невольно заставлял ожидать появление языков пламени. Химики сразу поняли, в чем дело, и прекратили разливать хлорсилан, а хозлаборанты сильно перепугались. Проходившие мимо два сотрудника также поняли, что происходит, остановились полюбоваться зрелищем, а потом зааплодировали.

Не так-то просто работать с большими количествами

В отраслевых институтах, в отличие от вузов и академических институтов, синтезы обычно проводят в больших количествах, потому что за этим следует приготовление какой-либо композиции и ее испытание. В прежние годы в одном из таких институтов двое молодых сотрудников решили получить дигликолят натрия, чтобы затем конденсировать его с хлорангидридом двухосновной кислоты (рис. 12.1) и добавлять полученный полимер в композицию.