Великие химики. Том 1
Шрифт:
С этого начал и Грэм. Ему были известны исследования Уильяма Генри из Манчестера. Он знал открытый Генри закон о растворении газов в жидкостях, но явления, которые сопутствуют этому процессу, нуждались в дополнительных исследованиях. Грэму было известно, что одни газы, например аммиак и хлористый водород, хорошо растворяются в воде, другие — азот, водород, кислород — значительно хуже. Он задавал себе вопрос: есть ли какая-нибудь в этом закономерность или все зависит от индивидуальных свойств газа?
Увлеченный сложными проблемами, Грэм подолгу задерживался в лаборатории. Он возвращался домой только к полуночи, а ранним утром его вновь можно было видеть в лаборатории.
В
Часто, оставаясь наедине с собой, Грэм думал о матери. Он любил ее всем сердцем, тревожился за нее, мечтал о встрече. В минуты отдыха он писал ей длинные нежные письма. В них он рассказывал матери о своей работе, своей жизни…
Вот уже два года Томас находился рядом с доктором Хоупом. Он узнал много интересного, но главное — научился самостоятельно вести исследовательскую работу. Он закончил исследование абсорбции газов жидкостями, и в конце 1826 года в «Философских летописях» появилась его первая статья, за которую Грэм получил свой первый гонорар — 6 фунтов. С этими деньгами Грэм отправился покупать подарок матери, чтобы порадовать ее и хоть чем-то отплатить за ее беспредельную любовь, заботу, нежность. Не забыл он и сестер. С покупками он возвратился домой, счастливый, что доставит немного радости и близким.
Радости? Нет, это не то. Матери любят своих детей преданно и бескорыстно. Теплое слово для них дороже, чем самый ценный подарок. Грэм растрогал всегда сдержанную мать до слез. Она плакала от радости и гордости, что сын наконец нашел свою дорогу в жизни. Путь, которым осмеливаются идти не многие, потому что он тернист и редко усыпан розами. Но это путь, который приносит радость и удовлетворение, не сравнимые ни с чем, это путь творческого труда.
Грэм оставался в лаборатории доктора Хоупа еще два года. В 1828 году он вернулся в родной Глазго.
Тот же двухэтажный дом отца, та же комната с окнами на улицу, немая свидетельница его мечтаний о будущем. Теперь, однако, эти мечты были более реальными, более определенными. Романтические фантазии юношеских лет уступили место серьезной и глубокой мысли молодого ученого. Его волновали большие проблемы, привлекали интересные явления.
Уроки математики и химии, которые он вел в лаборатории, находившейся на Портланд-стрит, давали средства к жизни, но Грэм нуждался в собственной лаборатории, а денег для этого не было. Хорошо, пусть своя лаборатория — дело будущего… А работу начинать надо немедленно. На первых порах можно воспользоваться и скромной лабораторией на Портланд-стрит. Явления, которые его интересовали, не требовали сложной аппаратуры: не муравленый [435] глиняный сосудик, имеющий форму склянки с узким горлышком, изогнутая стеклянная трубка и небольшое количество ртути — вот все, что пока было нужно.
435
Муравление — глазурирование обжигом гончарных керамических изделий. — Прим. ред.
Глиняные сосуды он заказал гончару Тэйтону, а ртуть получил у доктора
— Пока что в моем распоряжении только факты, — сказал Грэм… — Но я уверен, что существует какая-то закономерность…
— Вполне вероятно, но пока неясен путь, по которому можно добраться до нее, — ответил доктор Кларк.
Надеюсь найти этот путь, хотя ряд деталей еще надо продумать. Первый шаг уже сделан. Пойдемте, я покажу вам мой опыт. Он прост, но чрезвычайно интересен.
Друзья подошли к столу, на котором стоял стакан и глиняный сосуд с укрепленной в горлышке стеклянной U-образной трубкой. Грэм принялся объяснять:
— Глиняный сосуд пористый, не муравленый. Конечно, в нем воздух. Ртуть в трубке выполняет роль пробки: она задерживает газ в глиняном сосуде и одновременно регистрирует изменения объема. Смотрите, уровни ртути в обоих коленах трубки одинаковы. Теперь я наполняю стакан водородом и помещаю в него глиняный сосуд. Оба газа разделены пористой перегородкой, и они начинают диффундировать. Водород будет просачиваться в сосуд, воздух — в обратном направлении. Но смотрите, что происходит?!
Грэм получил водород и накрыл глиняный сосуд стаканом, опрокинутым вверх дном, поскольку водород легче воздуха. Постепенно ртуть в колене изогнутой трубки, связанном с сосудом, начала опускаться вниз. Казалось, что газ в глиняном сосуде расширялся и выталкивал ртуть.
— Как интересно! — воскликнул доктор Кларк.
— Но это не все. Смотрите, теперь обратный эффект!
Грэм снял стакан с глиняного сосуда. Через несколько секунд ртуть начала подниматься к первоначальному уровню. К удивлению доктора Кларка, ртуть не остановилась на прежнем уровне, а продолжала подниматься в том колене трубки, который был связан с глиняным сосудом. Казалось, газ в нем сжимался и всасывал ртуть в сосуд.
— А с другими газами вы проводили опыты?
— Да. Пробовал хлористый водород, углекислый газ…
— И во всех случаях наблюдается подобное явление?
— В том-то и трудность. С углекислым газом все наоборот. Если ввести сосуд с воздухом в атмосферу углекислого газа, ртуть начинает заполнять колено со стороны сосуда, а потом, если удалить стакан с углекислым газом, ртуть переходит в другое колено. Можно предположить, что вначале газ сжимается, а затем расширяется. Через некоторое время состояние газа в глиняном сосуде нормализуется и уровень ртути в обоих коленах выравнивается.
— Ну, и какие из всего этого выводы?
— Пока что приблизительные. Видимо причиной является диффузия. Все газы способны расширяться, заполняя весь предоставленный им объем. Вот почему, если соединить два сосуда, заполненные разными газами, через некоторое время в них образуется совершенно однородная смесь. Протекает свободная диффузия.
— Факт этот уже известен. Такие опыты проводил лет тридцать назад французский исследователь Клод Луи Бертолле.
— В моих опытах, однако, диффузия осуществляется через пористую перегородку — стенки глиняного сосуда. Мы могли бы назвать процесс вынужденной диффузией. Оказывается, разные газы проходят через пористую перегородку с различной скоростью. Например, в опыте, который вы видели, водород через стенки сосуда проходит быстрее, поэтому количество газа в сосуде увеличивается и выталкивает ртуть. Конечно, воздух тоже выходит наружу, но медленнее.