Жизнь замечательных устройств

После первых результатов работы Винклеру пришлось признать, что доступные на тот момент методы анализа газов, основанные на их сжигании (зачастую со взрывом), не подходили для слежения за выбросами газов в режиме реального времени. Винклер решил использовать аналитические подходы, основанные на процессах абсорбции, но спроектировать и построить полноценные аналитические системы не представлялось простой задачей из-за того, что системы хранения газа и системы газовых коммуникаций в то время были довольно примитивны. Конечно для того, чтобы обеспечить движение газов по коммуникациям, существовали зажимы Мора и двухходовые краны, способные либо открывать, либо перекрывать трубку, по которой идёт газ, но Винклеру было мало этих возможностей — он хотел получить способность не только открывать/закрывать поток газа, но и дать ему возможность перемещаться по разным направлениям. Для этого нужно было использовать трехходовой кран, но, если металлические трехходовые шаровые краны были известны с конца семнадцатого века — с изобретения воздушного насоса Дени Папеном, — стеклянных трехходовых кранов не было, более того, никто точно не знал, как такое устройство выполнить «в стекле».

Винклер обратился к одному из лучших стеклодувов Лейпцига, Францу Хугершоффу с идеей изготовления крана по своим чертежам: полый конический предмет с отверстиями, расположенными таким образом, что при определённом положении эти отверстия могли соединять между собой одно положение трубок для газовой коммуникации, в другом — другую пару трубок, а также могли и просто запирать любое перемещение газа. Посмотрев на чертёж, Хугершофф отказал Винклеру, сказав, что исполнить такое устройство в стекле просто невозможно — слишком тонка была работа, слишком близко располагались каналы для движения газов в винклеровском проекте крана, так что отлить такую деталь из стекла того периода, отличавшегося достаточно большим коэффициентом термического расширения, казалось пустой тратой времени и материала (до изобретения другим немецким стеклодувом и химиком Отто Шоттом термостойкого стекла с меньшим коэффициентом расширения оставалось ещё около двух десятков лет). Винклер, едва скрывая досаду, ушёл, но на этом история не закончилась. Хугершофф всё же решил проверить своё экспериментальное мастерство и спустя несколько месяцев доставил первую партию трёхходовых кранов Виклеру. В 1873 году Винклер опубликовал большую статью, посвящённую анализу наиболее важных в то время газов с помощью газовой бюретки, снабжённой новой моделью трехходового крана. Не забыл Винклер и Хугершоффа: во всех своих статьях и выступлениях, касавшихся проблем анализа газов, он называл стеклодува единственным человеком, поставляющим краны нового типа Винклеру и единственным мастером, способным изготовить краны такой сложности.

Успехи Винклера в аналитической химии промышленных производств привели к тому, что в 1873 году он стал профессором и самым ярким лектором в Горной школе Фрайберга (это высшее учебное заведение существует и по сей день, но теперь оно называется не «школой», а «академией»). В этой школе-академии Винклер и проработал до выхода в отставку уже в XX веке — в 1902 году, причем в период 1896–1899 возглавлял это учебное заведение. В 1873 году, спустя несколько недель после назначения его профессором, правительство Австро-Венгрии наняло учёного вести исследование того, каким образом лучше освоить обнаруженное около Кракова (территория нынешней Польши) месторождение серы. Работа по этому исследовательскому гранту окончательно закрепила интерес Винклера к химии серы. Понимая, что сернистый газ представляет собой главную опасность для окружающей среды (опять же здесь главным мотивом сохранения окружающей среды скорее было ресурсосбережение, а не создание благоприятной экологической обстановки), Винклер начал искать способы более эффективного получения серной кислоты. Учёный разработал катализатор окисления сернистого газа (платина, нанесённая на волокна асбеста) и оптимизировал соотношение сернистый газ-кислород, необходимое для эффективного окисления диоксида газа до серного ангидрида, в итоге заложив основы современного сернокислотного производства, конечным продуктом которого является олеум (дымящий раствор серного ангидрида SO₃ в серной кислоте H₂SO₄). Новый метод получения серной кислоты пришёлся как раз на тот момент, когда стараниями Перкина и последователей стало развиваться производство синтетических красителей, и производство серной кислоты, как и производство красителей, стало наращивать объёмы. Для того чтобы сернистый газ, который не удалось уловить для превращения в серную кислоту, не попадал в атмосферу, Винклер предложил пропускать топочные газы через поглощающую сернистый газ SO₂ известь. И технология производства серной кислоты, предложенная Винклером, и технология очистки газообразных промышленных выбросов работают и сегодня, правда, с незначительными изменениями.