Льюис Дартнелл - Цивилизация с нуля. Что нужно знать и уметь, чтобы выжить после всемирной катастрофы

В этой книге мы немало говорили о том, как без особых сложностей превращать одни вещества в другие. Хотя эти яркие метаморфозы могут сначала показаться волшебством, при некотором старании вы сможете разобраться в свойствах разных химических элементов, вывести закономерности их взаимодействия, научиться предвидеть ход и итог реакции и наконец обратить знания в силу и управлять сложными цепочками химических реакций, чтобы добиться нужного вам результата.

Далее в этой главе мы увидим, как относительно развитая цивилизация, потратившая на возрождение жизнь нескольких поколений и крепко утвердившаяся, сможет освоить более сложные промышленные процессы, необходимые для ее движения вперед, ведь примитивных методов, о которых мы говорили, обсуждая получение соды, на все не хватает. Но сначала поговорим о том, как можно с помощью электричества получить важнейшие для возрождения цивилизации сырьевые продукты и постичь поразительные законы, действующие в мире химических превращений.

Мы уже видели, как технологии генерации и распределения электроэнергии открывают широчайшее поле для решения множества задач, связанных с восстановлением цивилизации, и помогают наладить коммуникацию с далекими странами. Но первым практическим применением электричества в истории — и на первых порах перезагрузки оно также окажется бесценным — было расщепление веществ на простые составляющие, то есть электролиз.

Например, если пропустить ток через рассол (раствор хлорида натрия), то у отрицательного электрода жидкость закипит пузырями водорода от расщепившихся молекул воды, а у положительного — пузырями газообразного хлора. Водород можно использовать для наполнения летательных аппаратов и как сырье для процесса Габера — Боша (о котором мы поговорим дальше), хлор же входит в состав отбеливателей, применяемых в производстве бумаги и текстиля, о чем шла речь в главе 4. А если вы немного усовершенствуете схему, то сможете получить еще и гидроксид натрия (каустическую соду), образующуюся в электролите, которая, как мы видели, представляет собой удивительно полезную щелочь. Электролиз чистой воды (с небольшим добавлением каустической соды для усиления электропроводимости) даст вам водород и кислород.

Даже алюминий из скальной руды можно извлечь с помощью электролиза — из-за высокой химической активности его нельзя выплавить на угле или коксе. Алюминий — самый распространенный металл в земной коре и главная составляющая глины, материала, освоенного человеком в числе первых. И при этом до появления в конце 1880-х гг. метода плавки и электролиза его руды алюминий был слишком дорог для широкого применения[ 43] 43 Во второй половине XIX в. французский император Наполеон III устроил обед с алюминиевыми столовыми приборами, подав их вместо серебра, чтобы впечатлить самых почетных гостей. Причудливым образом это был одновременно самый распространенный и самый драгоценный металл на планете. Но с появлением подходящего флюса и началом промышленной выплавки методом электролиза алюминий от великолепия королевских обедов скатился к бесчестью пивных банок, миллионами выбрасываемых в мусор. .

К счастью, возрождающемуся человечеству не нужно будет сразу добывать алюминий из руды. Этот металл настолько устойчив к коррозии, что столетиями не подвергается порче, и температура плавления у него относительно невелика (660 °C), что позволяет его переплавлять в примитивной печи, которая описана на с. 140–141.

Применение электролиза позволит синтезировать ряд важных для существования цивилизации веществ, пропустив применявшиеся на протяжении столетий менее эффективные методы их получения. К тому же электролиз поможет вам и в научном познании мира: он разлагает вещества на чистые строительные блоки — химические элементы. Например, в 1800 г. ученые с помощью электролиза убедительно доказали, что вода вовсе не элемент, а соединение водорода и кислорода. А за восемь последующих лет методом электролиза выделили в чистом виде еще семь элементов: калий, натрий, кальций, бор, барий, стронций и магний. Первые три из этого списка были открыты при электролизе распространенных химических соединений, не раз упомянутых в этой книге, — поташа, каустической соды и негашеной извести. Но электролиз не только прекрасный способ изолировать ранее неизвестные химические элементы: этот процесс показывает, что самые связи, удерживающие вместе атомы в химических веществах, имеют электромагнитную природу.