Элегантное решение вопроса получения сероводорода (как и многих других газов) было найдено в 1844 году. В этом году голландский фармацевт Петер Якоб Кипп из города Делфт составил чертежи простого аппарата для получения сероводорода, водорода и других газов. Сам Кипп, определяя содержание мышьяка во внутренних органах подопытных животных, сталкивался с необходимостью проведения «реакции мышьякового зеркала» — восстановления производных мышьяка водородом, — но существующие устройства для получения водорода в лаборатории его не устраивали опять же из-за сложности в работе и громоздкого дизайна. По одной из версий появления изобретения, Киппа вдохновила конструкция огнива Дёберейнера. Кипп попросил известного немецкого стеклодува Генриха Вильгельма Гейслера (который первым изобрёл и начал использовать на практике стеклодувную горелку, в которую воздух подавался под давлением) изготовить аппарат по чертежам. Первый блин оказался комом, устройство оказалось слишком хрупкое и неудобное в использовании, однако второй прототип, который был создан в результате совместного мозгового штурма Киппа, имевшего практический опыт работы в лаборатории, и прекрасно разбиравшегося в стеклянных приборах Гейслера, в том или ином варианте мы можем видеть в лабораториях и сейчас. Воодушевлённый успехом, Кипп организовал маленькую фирму по производству аппаратов, ну а далее они начали своё триумфальное шествие по лабораториям. Самый древний из аппаратов Киппа, изготовленный в период где-то между 1845 и 1875 годами, в настоящий момент находится в Музее Бургаве, Голландия, город Лейден.
Аппарат Киппа состоит из колбы-реактора с резервуаром; сферической воронки с длинной трубкой; газоотводной трубки и ловушки для улавливания паров кислоты (например, соляной). Колба-реактор имеет верхнюю шарообразную часть с отверстием, в которое вставляется газоотводная трубка, снабженная краном или зажимом, и нижний резервуар в виде полусферы. Нижний резервуар и колба-реактор разделены прокладкой с отверстием, через которое в нижний резервуар проходит длинная трубка воронки, доходящая почти до дна. Раствор в нижнем резервуаре прибора служит затвором, препятствующим выделению газа обратно через воронку во время опыта. Нижний резервуар обычно имеет отверстие, закрытое притёртой пробкой: через это отверстие после использования прибора сливают отработанную жидкость.
Газовый аппарат Киппа очень прост в использовании. В его среднюю емкость помещаются твёрдые реагенты (металл для получения водорода, пирит или другие сульфиды для получения сероводорода, мрамор для получения углекислого газа и т. д.). Затем при открытом кране или зажиме в верхнюю воронку заливается раствор реагента. Когда уровень жидкости достигает вещества на прокладке, начинается химическая реакция с выделением газа. При закрывании крана давление выделяющегося газа выдавливает жидкость из реактора в верхнюю часть воронки. Реакция прекращается. Открывание крана приводит к возобновлению реакции. Таким образом, аппарат Киппа относится к аппаратам автоматического действия. Получать газы с его помощью очень просто, поэтому сотни и тысячи аппаратов Киппа до сих пор продаются по всему миру.
Сероводородная классификация катионов в аналитической химии просуществовала долго: ещё мои родители, закончившие химический факультет Казанского университета в 1970-м году, на занятиях по аналитической химии изучали именно сероводородную классификацию катионов. Тем не менее, неприятный запах сероводорода и его токсичность заставили поменяться даже такую крайне инертную область химии, как химия аналитическая, и в 1987-92 годах меня и однокурсников учили уже кислотно-основной классификации катионов металлов по группам, классификации, которой учат и современное поколение студентов.
1850. Пипетка Пастера
Мы редко считаем отвагу неотъемлемым признаком учёных, в особенности — химиков. Конечно же, есть химики, предмет исследования которых представляет высокоэнергетические вещества различного типа (проще говоря, взрывчатые вещества), есть те, которые не обращают внимания на взрывы в собственной лаборатории.
Есть студенты-химики, которые регулярно игнорируют лекции своих научных руководителей (хотя последние проходят по разряду «слабоумие и отвага»). Однако, если не принимать в расчёт такие экстремальные проявления отваги, которые видно невооружённым глазом, всё же по большей части отвага учёных преимущественно ограничивается отстаиванием идей, противоречащих изложенному в учебниках и ставших при жизни классическими статей «отцов-основателей» (заметим, что и в наше время порой для этого требуется смелость не меньшая, чем для работы с взрывчатыми веществами). Тем не менее, если бы меня попросили назвать учёного, отвагу которого можно было бы привести в качестве примера для подражания, скорее всего я бы назвал Луи Пастера, работы которого изменили не только химию, но и медицину.
Луи Пастер родился в 1822 году на второй день после Рождества в семье кожевенников в городе Доль в Бургундии. Учась в школе, он проявлял мало интереса к наукам, предпочитая часами рыбачить и рисовать. Однако когда в школьном расписании Пастера появились первые уроки по естественным наукам, Пастеру показалось, что наука интереснее живописи и рыбной ловли. Он окончил школу, получил учёную степень в Университете Безансона, после чего был принят в Высшую нормальную школу в Париже, где его учителями были открывший бром миру и открытый для мира бромом Антуан Жером Балар, химик-органик Жан-Батист Дюма и энциклопедист Жан-Батист Био, который первым описал вращение плоскополяризованного света жидкостями.
Окончив Высшую нормальную школу в 1848 году, Пастер нашёл работу учителя физики в Дижоне, но для амбициозного молодого человека, конечно же, это не было пределом мечтаний. Поработав в школе три года, Пастер успел не только сменить школьный кабинет на должность ассистента профессора в Страсбургском университете, но и познакомиться с Мари Лорен, дочерью ректора этого университета. В течение года Луи и Лорен поженились. Забегая вперед, можно сказать, что они стали родителями пяти детей, лишь двое из которых дожили до совершеннолетия (трое умерли от брюшного тифа, что, возможно, также оказало своё влияние на попытки Пастера понять суть болезней и разработать способы борьбы с ними).
В начале своей работы в Страсбурге Пастер работал над исследовательской задачей, которая не давала покоя его учителю, Био. Био обнаружил, что винная кислота, кристаллическое соединение, которое можно было обнаружить в винном осадке, вращало плоскость поляризации света только в том случае, если для эксперимента брали вещество именно из винного камня. Другими словами, винная кислота природного происхождения вращала плоскость поляризации света, а синтетические образцы той же винной кислоты, имевшие тот же состав, ту же температуру плавления и те же химические свойства, что и, говоря современными псевдотерминами «натуральная», «органическая» кислота, на плоскость света влияния не оказывали. Чтобы понять, в чём дело, Пастер многократно перекристаллизовывал синтезированные образцы винной кислоты, пока, в конце концов, не обнаружил, что полученные кристаллы образуются в виде двух форм, представляющих зеркальное отражение друг друга. Разделив эти кристаллы, Пастер установил, что раствор, приготовленный из каждой индивидуальной формы кристаллов, вращает плоскость поляризованного света, причем отличавшиеся друг от друга кристаллы вращали свет в противоположном направлении. До сих пор такой ручной или автоматизированный способ разделения кристаллов, различающихся по форме, называется «методом Пастера».
