Путешествие в Страну элементов

Если бы удавалось сжигать уголь в очень короткое время, взрывать его, то мы получили бы сильнейшее взрывчатое вещество. Можно ли увеличить скорость сгорания угля во многие тысячи раз? Можно… но для этого нужно соответствующее количество кислорода; чтобы сжечь 1 килограмм угля, необходимо около 2 тысяч литров кислорода.

Нельзя ли сконцентрировать кислород? Можно, но для этого его надо превратить в жидкость. 800 литров газообразного кислорода дает 1 литр жидкого. Пропитаем жидким кислородом пористое горючее вещество, сажу, древесный уголь, угольную пыль, измельченный торф — получим так называемые оксиликвиты, взрывчатые вещества. Их взрывают при помощи детонирующего шнура, который поджигает капсюль-детонатор, вложенный в оксиликвит. Если оксиликвит не взорвался по каким-либо причинам, то его не надо ликвидировать; через некоторое время из патрона улетучивается весь кислород.

Оксиликвиты не перевозят, их готовят на месте: для этого нужен только жидкий кислород, а сухой торф, мох, камыш и солома найдутся всегда. Срок «жизни» оксиликвита колеблется от четверти часа до часа с небольшим, в зависимости от величины патронов.

Оксиликвиты дешевы: взрывные работы с их помощью обходятся в два раза дешевле, чем с аммоналом.

Запах свежести

Вы, наверное, замечали, что в сосновом бору особый освежающий запах, как после хорошей грозы. И тот же самый запах, только гораздо более сильный, чувствуется во врачебном кабинете, где мерно гудят кварцевые лампы.

Это запах озона. Этот газ, его название образовано от греческого «пахну», — модификация кислорода: в его молекуле три атома кислорода, он в полтора раза тяжелее молекулярного кислорода.

В хвое деревьев всегда есть скипидар и другие смолистые вещества, которые, окисляясь, дают озон. Электрические разряды во время грозы превращают кислород воздуха в озон. Озон врачебного кабинета образуется за счет жесткого ультрафиолетового излучения, испускаемого парами ртути в кварцевой лампе.

Атмосфера содержит очень небольшое количество озона. Он находится в основном в ее верхних слоях. Условно считают, что весь озон атмосферы образует слой в 3 миллиметра на высоте 25–30 километров от поверхности Земли. Этот тонкий слой озона — «озоносфера» — защищает Землю от жестких ультрафиолетовых лучей, посылаемых Солнцем вместе с видимым светом.

Если бы озона не было, жизнь на Земле была бы уничтожена в короткий срок. Ведь отсутствие озоносферы равносильно беспрерывному облучению поверхности Земли мощными кварцевыми лампами.

Озоносфера обязана своему происхождению жестким ультрафиолетовым лучам, способным разбить молекулу кислорода на атомы: O₂ = О + О; О + O₂ = O₃. Менее мощные ультрафиолетовые лучи разрушают молекулу озона, поэтому на определенной высоте устанавливается равновесная концентрация озона. В технике озон получают действием тихого электрического разряда на кислород в озонаторах.

Озон уничтожает микробов; его добавляют в воду вместо хлора, им белят ткани, старят вино, придают приятный запах табаку.

«Окисленная вода»

Перекись водорода была признана за индивидуальное вещество в 1818 году. Французский химик Тенар назвал ее «окисленной водой».

H₂O₂ — вязкая жидкость без цвета и запаха, в полтора раза тяжелее воды. Она неустойчива и разлагается под действием многих металлов, различных ферментов и радиоактивного излучения. Разложение перекиси водорода под действием катализатора еще не изучено до конца. Это неустойчивое соединение можно найти в дождевой воде, и в снеге, в соках многих растений, и в табаке, и даже в человеческой слюне. Видимо, еще неизвестна большая часть веществ, замедляющих ее разложение. К ним относятся сероуглерод, стрихнин, фосфорная кислота и фосфат натрия.

Распадаясь, перекись выделяет активный атомарный кислород, поэтому она — сильный окислитель.

Во время второй мировой войны в Германии на аэродромы приходили поезда с алюминиевыми цистернами. Жидкость в цистернах называлась по-разному: инголин, тимол, компонент 1, нейтралин, оксилин. Во всех цистернах было одно: 90-процентная перекись водорода. Она служила окислителем в ракетах, которыми немцы обстреливали Лондон осенью 1944 года.

Сейчас химикам перекись водорода служит катализатором в синтезе пластмасс; строители с ее помощью готовят пористый бетон; врачи видят в ней отличное дезинфицирующее средство.

Кислороды-близнецы

В 1927 году было обнаружено, что природный кислород состоит из трех изотопов ¹⁶O, ¹⁷O, ¹⁸O.

На 3 тысячи молекул природного кислорода приходится 1 молекула ¹⁷O и 6 молекул ¹⁸O. Они очень близки по свойствам, их молекулярные веса ненамного разнятся друг от друга. Если изотопы водорода отличаются довольно сильно по своим свойствам, их можно разделять перегонкой жидкого газа и электролизом воды, то изотопы кислорода — трудно. Их разделяют диффузией газов.