1893. Колба Кляйзена
В наше время мы предпочитаем многозадачные устройства — те, которые позволяют уместить в небольшом объёме максимально возможное количество функций.
Еще лет двадцать назад вряд ли кто-то смог предположить, что возможно потерять где-то в квартире устройство, которое сочетает в себе свойства фотоаппарата, кинокамеры, калькулятора, системы спутниковой навигации, проигрывателя музыки, радио и киноаппарат. И телефона конечно — одна из причин, по которой, например, я еще не отказался от обычного «проводного» телефона в квартире, заключается в том, что, если ты остался в квартире один, последний способ найти потерявшийся в ворохе бумаг и прочих вещей смартфон — позвонить на него с домашнего телефона (главное, чтобы ваш сотовый не был настроен на беззвучный вызов). Многозадачность коснулась и стеклянной лабораторной посуды, причем заметим, что способная выполнять много функций лабораторная посуда появилась задолго до гаджетов. Одним из изобретателей такого многозадачного устройства-колбы был Людвиг Кляйзен, хорошо известный химикам-органикам.
Кляйзен родился в Кёльне в 1851 году, его учителем и наставником был Август Кекуле, прививший ученику интерес к химии карбонильных соединений и енолятов. В 1881 году Кляйзен опубликовал статью, ставшую вехой в органической химии, в которой описывалась реакция, которую мы теперь знаем, как реакцию Кляйзена-Шмидта — перекрестная альдольная конденсация. В 1886 году он стал работать в Бонне, в группе Адольфа фон Байера, где обнаружил и описал взаимодействие сложного эфира и кетона — реакцию Кляйзена, которая остается одним из основных методов получения связи С-С в органической химии.
Как это не иронично, особенно если рассматривать страсть Кляйзена к изобретениям, фон Байер не особо любил новшества в своей лаборатории. Когда появились приводившиеся в действие водой лабораторные мешалки, студенты Байера скинулись и решили установить эти мешалки в лаборатории в тайне от патрона. Наутро, когда Байер появился в лаборатории, он хмуро оглядел гремящие новинки, и, не сказав ни слова, отправился домой, где пожаловался на самоуправство подчинённых своей жене Лидии. На поддержку супруги Байер не рассчитывал — она с энтузиазмом сказала: «О, да это прекрасный способ делать майонез», — и Байер был вынужден капитулировать.
В 1890 году Кляйзен стал заведующим кафедрой органической химии в немецком Ахене. В то время перегонка под вакуумом была новинкой, и, как следствие, одной из самых сложных лабораторных операций для химика. Сложности, связанные с пробулькиванием пузырьков через вещество, которые были дополнительными факторами для роста кристаллов, делали такой способ перегонки практически бесполезным. Кошмарных ощущений вакуумной перегонке добавляли нестабильно работавшие насосы для создания разряжения, которые могли остановиться в самый неподходящий момент, из-за чего половину содержимого перегонной колбы просто могло перебросить в приемник, и процедуру приходилось повторять заново.
В 1867 году малоизвестный итальянский химик Петро Пеллогио предложил идею вставлять в перегонную колбу капилляр, тонкая струйка пузырьков из которого должна была бы перемешивать перегоняемую жидкость, обеспечивая равномерность ее нагрева и избегать локальных перегревов. Преемник Кляйзена в боннской лаборатории Байера, Ричард Аншютц, в 1887 году опубликовал монографию, посвященную технике вакуумной перегонки, в которой предлагал вводить капилляр и термометр в колбу через одну пробку с двумя отверстиями, но реализовать эту рекомендацию на практике было довольно сложно.
Кляйзен предложил более простое решение: он разработал колбу с двумя горлышками, расположенными друг над другом — одно горло предназначалось для капилляра, другое для термометра. Эта конструкция колбы в 1893 году была описана не в отдельной статье, а в работе, посвященной химии кетонов, но коллеги по цеху оценили дизайн нового устройства и начали его использовать. Не обошлось и без эксцессов — в 1894 году химик Ледерер описал в своей статье колбу, очень похожую на колбу Кляйзена, ни буквой не сославшись на труды последнего. Реакция Кляйзена была незамедлительна — он написал взвешенное, но жёсткое письмо редактору журнала, в котором была опубликована статья Ледерера, приложив к письму оттиск своей работы. В результате приоритет Кляйзена был сохранен, а работу Ледерера отозвали из журнала. Однако проблемы со здоровьем вынудили Кляйзена оставить кафедру, и он осел в маленьком городке Бад-Годесберге (сейчас это часть Бонна), где организовал свою домашнюю лабораторию. В начале XX века еще можно было заниматься химией и получать значимые результаты — в 1912 году в лаборатории, фактически располагавшейся под деревьями сада, он открыл еще одну реакцию, названную впоследствии его именем, — перегруппировку Кляйзена — превращение аллилвиниловых эфиров в γ, δ, — ненасыщенные кетоны. Людвиг Кляйзен продолжал публиковать результаты своих исследований до своей смерти в 1930 году.
В наши дни колба Кляйзена (по крайней мере, в России) используется реже. Дело в том, что в начале XX века казанский химик Александр Ерминингельдович Арбузов усовершенствовал колбу Кляйзена, и результат этого усовершенствования называется колба Арбузова. Колба Арбузова сводит к минимуму возможность попадания жидкости из колбы в холодильник и приемник за счет соединения обеих горл колбы между собой. В случае внезапного вскипания жидкость выбрасывается в шарообразную часть правого горла и стекает обратно в колбу. Большее удобство колбы Арбузова в работе (особенно если нам нужно работать с небольшими количествами вещества) и привело к тому, что в наших лабораториях более старый вариант — колбу Кляйзена — уже не найти (хотя мы и используем насадки Кляйзена — стеклянные устройства, позволяющие превратить в колбу Кляйзена простую одногорлую колбу).
1895. Сосуд Дьюара
Наверное, если бы я был таким преподавателем, который работал бы только в своём институте, и моими слушателями были бы только студенты на лекциях и коллеги на отчетах, я бы так и не начал писать научно-популярные статьи для электронных и бумажных журналов и даже книги.
К своему и, надеюсь, не только своему счастью моя аудитория шире — радиослушатели и просто люди, приходящие на открытые лекции — от младшеклассника до пенсионера. Очень часто такие открытые лекции в моем городе организовывает «Лаборатория Yesnauka», вместе с которой мы и проводим мероприятия по «Educatement» — образованию с развлечением (education+entertainment). Пожалуй, программой, в равной степени интересной для детской и взрослой аудитории, от «Yesnauka» можно назвать криошоу, во время которого жидкий азот помогает пускать «дымовые завесы», делать мороженое и многое другое. У лаборатории нет оборудования, позволяющего сжижать азот, и жидкий ультрахолодный азот доставляют на шоу с помощью такого замечательного устройства, как сосуд Дьюара.
