Страница 45 из 83
Таким образом, честь открытия брома досталась не Либиху, а французскому химику Баляру, который, исследуя в 1825 году маточный раствор, получившийся при кристаллизации соли из соляных источников Монпелье, извлек бурое вещество и тщательно изучил его…
Армии Наполеона требовался порох в огромном количестве. Для пороха нужна была селитра, но селитра не чилийская, натриевая, которая быстро «промокала» от влаги воздуха, а калиевая. Чилийскую селитру стали обрабатывать золой морских растений, последняя содержала много калия.
Фармацевт Куртуа построил селитряный завод, где в медных котлах кипятился раствор чилийской селитры с золой. Было замечено, что котлы разъедались неизвестной солью. Куртуа в маточном растворе обнаружил соли; обработав их серной кислотой, он получил фиолетовые пары. Это было новое вещество, названное Гей-Люссаком йодом; в переводе с греческого — «фиолетовый».
Йод был открыт в 1811 году.
Существует и другая полуанекдотическая версия об открытии йода. Куртуа обычно обедал на заводе. Как-то на плече у него сидела кошка. Прыгнув, она разбила склянку с серной кислотой, последняя попала на остатки солей, выделились фиолетовые пары йода.
Галогены широко распространены в природе: их можно обнаружить в минералах, в морской и речной воде, в буровых водах, в воздухе, в растениях и живых организмах.
Фтор и хлор более распространены, чем бром и йод; их содержание в земной коре примерно одинаково: для фтора оно равно 2,7·10–2 процентов по весу…
Фтор — элемент камня, если говорить о камне в широком смысле. Это вовсе не значит, что его нет в морской или речной воде, но все же основное количество фтора рассеяно в горных породах, из которых его и добывают.
Фтором очень богат минерал флюорит, или плавиковый шпат CaF2, залегающий обычно сплошными массами. Его называют еще «рудным цветком», настолько он ярок и многокрасочен: он переливает всеми цветами радуги — от нежно-фиолетового до салатного. Бывают флюориты пятнистые, встречаются очень прозрачные. Под действием рентгеновых лучей зеленая окраска флюорита меняется на розовую.
В Таджикистане встречается «оптический» флюорит. Он очень прозрачен и чист и пропускает ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Фтор содержится также в светло-зеленом минерале апатите, громадные залежи которого у нас имеются в Хибинских горах на Кольском полуострове.
Апатит сам по себе — минерал фосфора; из него готовятся ценнейшие фосфорные удобрения, но в нем есть и фтор. Очень редкий минерал криолит Na3AlF6 более чем наполовину состоит из фтора. Белоснежные глыбы криолита встречаются в Гренландии; он целиком идет на получение алюминия.
Хлор в земной коре распределяется несколько иначе, чем фтор. Мощные источники его — залежи каменных и калийных солей — встречаются во многих местах земного шара. Но океаны, моря и озера содержат очень много хлора; в морской воде элемент этот преобладает над всеми остальными, не считая, конечно, водорода и кислорода, из которых она состоит. Если извлечь всю поваренную соль из океанов и морей, можно покрыть весь земной шар корочкой из этой соли. Толщина корочки — 40 метров. Напомним, что килограмм поваренной соли содержит 600 граммов хлора.
Первичный океан рождался пресным, но бесчисленные реки несли ему хлор в виде растворимых в воде солей. Со временем почти весь хлор оказался в океане, занимавшем в далекие геологические эпохи гораздо большую часть планеты, чем сейчас.
Двести миллионов лет назад огромные пространства от берегов Ледовитого океана до Каспийского моря были дном древнего Пермского моря. Неспокойно было тогда на Земле: грохотали тысячи вулканов, было и ночью светло от непрерывных ярких молний. Постепенно менялся климат Земли, ее поверхность. Море отступало, оставляя мощные пласты соли, заливы и лагуны, которые обращались со временем в соляные озера… На юге СССР множество соляных озер; особенно крупные из них — Баскунчак и Эльтон. Запасы соли в них практически неограниченны. За 150 лет из Эльтона извлечено свыше 10 миллионов тонн, но убыль ее незаметна.
Тяжелые галогены и их соединения летучи. Особенно это характерно для йода. Они очень рассеяны; можно сказать даже, что йод и бром встречаются везде и нигде. Нигде в том смысле, что на земном шаре нет их крупных месторождений, сколь-нибудь сравнимых с залежами солей хлора или фтора.
Общее содержание брома в земной коре равно 0,001 процента, йода — в десять раз меньше. В то же время их можно найти в продуктах очистки чилийской селитры, сильвинита, буровых нефтяных водах, морской воде, водорослях и губках, йод всегда присутствует в воздухе: если извлечь его из воздуха зала средней величины, то мы получим количество йода, весящее столько же, сколько три маковых зернышка. В литре морской воды содержится свыше 60 миллиграммов брома и около 1 миллиграмма йода. Сравнительно малое содержание йода объясняется тем, что его соли окисляются кислородом воздуха с образованием главным образом элементарного йода, который легко улетучивается. С другой стороны, йод морской воды концентрируют водоросли, губки и моллюски. Некоторые виды губок содержат до 8,5 процента йода в расчете на сухое вещество. Из морских водорослей и губок налажено промышленное производство йода.
Бром также содержится в губках, моллюсках и кораллах, но в настоящее время его оттуда не добывают. В древности пурпур — драгоценный краситель, представляющий органическое соединение брома, — извлекался из моллюсков.
В настоящее время промышленным источником брома служат нефтяные буровые воды и рассолы соляных озер, где его содержание достигает 3 граммов в литре.
Фтор необходим живым существам для нормальной жизнедеятельности; высушенные мышцы содержат до 8 миллиграммов его на 100 граммов вещества. Особенно много фтора в перьях, волосах, рогах и копытах животных — до 180 миллиграммов на 100 граммов сухого вещества; его всегда можно найти в зубной эмали животных и человека.
В организм фтор попадает с водой: речная и морская вода содержит обычно около 1 миллиграмма фтора в литре. Питьевая вода должна содержать в литре 1–1,5 миллиграмма фтора. Избыток фтора разрушает зубы: они становятся черными и легко выпадают — это флюороз зубов.
При недостатке фтора в питьевой воде сопротивление эмали действию кислот уменьшается: начинается кариес — разрушение зубов. Особенно часто кариес поражает детей. Борются с этой болезнью добавлением соединений фтора в питьевую воду. В ГДР в Карл-Маркс-штадте сооружена самая большая в Европе установка для фторизации воды.
Поваренная соль необходима любому живому организму. В год человек съедает от 5 до 10 килограммов соли. Соль известна человеку с древнейших времен. Около ее залежей, как и у рек, рождались города. Их названья говорят сами за себя: Соликамск, Усолье, Сольвычегодск.
Соль служила валютой: еще во времена Ломоносова за пять плиток соли в Абиссинии можно было купить раба.
Повышение налогов на соль часто служило причиной народного восстания; вспомните знаменитый «соляной бунт» при царе Алексее Михайловиче.
Поваренная соль NaCl обеспечивает человеческий организм жизненно необходимым хлором. В среднем в теле человека содержится около 100 граммов хлора. Роль этого элемента в организме велика и многообразна: он регулятор водного обмена, кислотно-щелочного равновесия, осмотического давления крови и тканевых жидкостей.
Вся поверхность Земли, растительные и животные организмы «пройодированы», если можно так выразиться. Но есть места, где содержание йода в почве и воздухе аномально мало. Обычно это районы высокогорных областей, удаленных от моря, с континентальным климатом. Воздух здесь содержит йода в 250 раз меньше, чем, например, на Черноморском побережье.