Извечные загадки науки, стр. 31
обнаружено щелочи в сосуде катодном? действи-
тельно ли, как думал дэви, это было связано с отсут-
ствием воздуха, выкачанного из-под колокола? От-
уасти да, но совершенно в другом смысле, нежели он
предполагал. Начать с того, что дэви допустил серь-
езную ошибку в своем первоначальном предположе-
нии, что причиной образования кислоты и щелочи
1 Ост вал ьд В. Испория электрохимии. С. 80.
135
являлся азот воздуха. Образование кислоты и щело-
чи к азоту воздуха никакого отношения иметь не
могло по той простой причине, что азот в обычных
условиях химически не активен, не растворяется
в воде и не вступает в реакции ни с кислородом, ни с водородом. Один этот факт должен был бы на-
толкнуть на поиски иных источников образования
кислоты и щелочи. Позже, правда, высказывалось
предположение, что образование кислоты и щелочи
в опытах было, возможно, вызвано присутствием
в воздухе некоторого количества аммонийных солей.
этим объяснением и удовлетворились. Однако вряд
ли можно всерьез принимать данное объяснение, так
как, во-первых, оно было сделано постфактум и, во-
вторых, даже если бы какое-то количество таких со-
лей и впрямь присутствовало, то оно настолько
должно было быть мало, что не могло оказывать по-
стоянного и закономерного образования кислоты
в щелочи в каждом опыте, количество которых стоя-
ло, как говорилось, лишь в прямой зависимости от
продолжительности проводимых опытов.
Главное, однако, не в этом, а в том, что именно
происходило в опытах под колоколом и почему, в от-
личие от обычных условий, там образовалось лишь
небольшое количество кислоты и вовсе не было ще-
лочи. Рассмотрим, прежде всего, возможное влияние
на результаты • опыта сильно разреженной атмосфе-
ры. Известно, что в разреженной атмосфере происхо-
дит быстрое выделение из жидкостей растворенных
в ней газов и значительно ускоряется процесс ее ис-
парения, причем последний вначале затрагивает бо-
лее летучие вещества, а затем вещества менее лету-
чие. Естественно предположить, что в опытах Дэви
в сильно разреженной атмосфере начался, прежде
всего, процесс выделения из раствора летучей щело-
чи, которая отчасти поэтому и не была обнаружена
в катодном сосуде. Затем, поскольку температура ки-
136
пения азотной кислоты ниже температуры кипения
воды, стала также частично испаряться и азотная
кислота, образующаяся в анодном сосуде.
этим, однако, побочные влияния на ход опыта не
ограничивались. Поскольку при электролизе воды
выделяются кислород и водород, причем объем вы-
деляющегося водорода в семь раз превышает объем
кислорода, ЭТИ газы, и, прежде всего, водород, не мог-
ли не оказывать своего влияния на ход опыта. Если
в обычных условиях, т.е. не под колоколом, как ам-
миак, так и водород, образующиеся во время опыта, улетучивались и не влияли на исход опыта, то под
колоколом ЭТИ вещества собирались в замкнутом
пространстве. Аммиак мог при этом частично всту-
пать в реакцию с образующейся азотной кислотой, нейтрализуя какую-то ее часть. Помимо того, и это, может быть, самое главное, водород как сильный вос-
становитель, собираясь в значительном количестве
под колоколом, несомненно оказывал воздействие на
весь ход реакции, давая те результаты, которые и бы-
ли зафиксированы Дзви как окончательные.
Чтобы не выглядеть здесь голословными, проил-
люстрирую восстановительное действие водорода.
Если, скажем, взять два электрода, один из которых
представляет полированную серебряную пластинку, а другой - обычную швейную иглу, поместить их под
колокол, и в сильно разреженном воздухе пропус-
кать электрический ток так, чтобы электрический
разряд переходил с кончика иглы на полированную
пластинку, то напротив кончика иглы пластинка за-
метно изменится - она окислится и потускнеет, и тем
больше, чем дольше будет пропускаться электричес-
кий ток. Если же после этого воздух заменить разре-
женным водородом, то при всех прочих равных и не-
изменных условиях, дальнейшее пропускание тока
приведет к тому, что окись на пластинке будет посте-
пенно сходить, и полировка по большей части вос-
137
становится, что хорошо иллюстрирует восстанавли-
вающие свойства водорода.
Второй пример из области живой природы. Клод
Бернар приводит такой опыт: он смешивал один объ-
ем воздуха с двумя объемами водорода и помещал
в эту атмосферу семена. При всех прочих благопри-
ятных условиях (влага, тепло и проч.) прорастания
семян не происходило, хотя напряжение кислорода
при этом было вполне достаточным для жизнедея-
тельности'. Очевидно, что негативный результат был
обязан опять-таки действию водорода, оказывавшего
сильное восстанавливающее действие, препятствуя
течению окислительно-восстановительного процес-
са, а вместе с ним и образованию его необходимых
продуктов - кислоты и щелочи.
И, наконец, последнее: из физической химии хо-
рошо известно, что азотная кислота является легко
восстанавливающимся веществом. Она, например, восстанавливается водородом до свободного азота: 2NO3 + 12Н + 1Oе -> N2 + 6H2O
Эго свойство азотной кислоты специально ис-
пользуется в некоторых гальванических элементах
для предотвращения поляризации. В этих случаях
азотную кислоту добавляют в катодное отделение, где выделяется водород.
Не нужно, думается, обладать особой проница-
тельностью, чтобы видеть, что аналогичные процес-
сы происходили и под колоколом в опытах Дэви.
Когда он во втором опыте заменил воздух водородом, то тем самым создал там мощную восстановитель-
ную среду, действие которой не преминуло сказаться
на результатах: в анодном сосуде естественно не бы-
ло (и не могло быть) обнаружено кислоты, в катод-
1 Бернар Клод. Курс общей физиологии. С. бб.
138
ном - щелочи. Все было естественно и закономерно.
Но факт остается фактом: опыты Дэви убедили всех
окончательно, что вода состоит из двух простых эле-
ментов - водорода и кислорода.
При боле внимательном взгляде опыты Дэви
убеждают совершенно в другом, а именно, что ему
удааосьли аь создатьусловия, при которых во время
электролиза воды не образовывались ни кислота, нищелочь, которыенеизменнообразуютсявнормаль-
ных, естественныхусловиях.
Однако предположим, что вода действительно со-
стоит из водорода и кислорода. Тогда естественно
было бы предполагать, что, коль скоро вода с такой
легкостью разлагается на свои составные части, она
должна столь же легко образовываться в результате
их синтеза. Ничего подобного, однако, не происхо-
дит. Как известно, смесь двух газов в пропорции
один к двум (один объем кислорода и два объема во-
дорода) дает так называемый гремучий газ, но от-
нюдь не воду. Попытки образования воды из водоро-
да и кислорода имели успех только в присутствии ка-
тализатора (кстати, в роли катализатора может при
этом выступать и железо, то самое железо, над кото-
рым Лавуазье пропускал пары воды и извлекал свои
исторические выводы). Какую физическую или хи-
мическую роль играет присутствие в опытах катали-
затора - никто не знает до сих пор; поэтому не ста-
нем пускаться в бессодержательные рассуждения по
этому поводу.
Приведенные выше факты свидетельствуют
о многом, и, главное, о том, что существующая фор-
мула воды Н20 может держаться только на искусст-
венных подпорках и ставшей уже привычной вере
в ее истинность. Ни ее анализ, ни синтез не под-
тверждают того химического состава, который ей
приписывается. Можно сказать, что большинство
опытов по его определению было направлено не
139
столько на объективные поиски, сколько на подгонку
их результатов к уже имеющемуся выводу, который
стал поистине символом веры. «Черный ящик» давал
в основном ту информацию, которую от него ожида-
ли и которую часто заведомо предопределяли на-
правленным действием на его входы.
Итак, множество фактов биологического, химиче-
ского и физического свойства не дает оснований при-
знать существующую