Текст книги "Великие химики. Том 2"

Автор книги: К. Манолов

сообщить о нарушении

Текущая страница: 22 (всего у книги 26 страниц)

КАРЛ БОШ

(1874–1940)

Госпожа Паула Бош повесила полотенце, которым вытирала тарелки, и присела отдохнуть на диван. Праздники приносили много радости, но скольких усилий требовал» после этого уборка, ведь ей самой приходилось приводить дом в порядок.

Прошли рождественские праздники, миновал и Новый год. Снова потекли дни, заполненные бесконечными заботами. Карл Бош, известный в Кёльне торговец, был достаточно состоятелен, но в их доме никогда не было служанки. Паула предпочитала вести хозяйство сама, не доверяя никому. Вот и сейчас, пока она отдыхала, мысли ее текли в привычном направлении. Нужно перешить рубашки Карла младшим детям. Паула достала большой узел с аккуратно уложенными старыми вещами и поднялась по лестнице на второй этаж. Там, в коридоре, стояла швейная машина.

Но машины не оказалось на месте. Паула остановилась» недоумении, но тут же догадалась: это дело рук старшего сына – Карла, только он мог до этого додуматься. Вот почему с самого обеда детей не слышно. Паула быстро поднялась на чердак, где наверняка укрылись дети. Усевшиеся прямо на полу, увлеченные своим делом, они даже не заметили ее. С отверткой в руке Карл ловко откручивал винты, снимал рычажки и колесики. Швейная машина была превращена в груду деталей. Эмиль и Герман с восхищением следили за действиями старшего брата.

– Карл! – крикнула Паула. – Что ты натворил! Иди и немедленно приведи отца! Думаю, что на этот раз дело не обойдется одними наставлениями.

Карл начал было собирать разбросанные детали, завинчивать гайки, но безуспешно. Немалых усилий собрать машинку стоило и отцу – он провозился целый день. Маленький Карл стоял возле него, смотрел и запоминал.

– Этот винт вот здесь нужно закрепить. Теперь подай клещи…

Карл с малых лет научился пользоваться слесарными и столярными инструментами. Для него не было интереснее места, чем мастерские возле магазина его отца. Мастера – слесари, монтеры и столяры – показывали маленькому Карлу, как нужно работать с различными инструментами, и охотно помогали мальчику. Постепенно Карл ставил себе все более сложные задачи. Например, он решил сделать коробки для коллекции насекомых, «дома» для лягушек и ящериц. К зиме Карл построил специальный террариум с отоплением: вмонтировал в кухонную печь маленький нагреватель и провел к террариуму трубы с теплой водой. Еще труднее оказалось устройство аквариума, так как в нем нужно было поддерживать определенную температуру и приспособить установку для обогащения воды воздухом. И все это Карл делал самостоятельно, используя различные инструменты и материалы из магазина отца.

Карл Бош следил за увлечениями сына и радовался, видя его сноровку и любовь к технике. «Карл будет большим мастером, унаследует мое дело и расширит предприятие», – думал отец. Но мальчик намеревался идти по совсем иному пути.

В школе Карл увлекался химией – наукой, которая раскрывала перед ним новые необозримые горизонты, будоражила его фантазию. Так, к прежним увлечениям прибавилось еще одно.

Чтобы не нанести вред животным, он оборудовал химическую лабораторию в отдельной комнате. Дом был большой, и родители предоставили в распоряжение Карла весь третий этаж. Но обзавестись химической лабораторией оказалось делом нелегким – не то что изготовление нагревателя или воздушного насоса для аквариума. Для оборудования лаборатории требовались деньги: нужно было приобрести приборы, химикаты. Однако отец не допускал никаких лишних трат. Еще более строгой была мать: она заносила в свой хозяйственный талмуд даже самые мелкие расходы.

– Чтобы добиться в жизни успеха, нужно уметь ценить деньги, – говорил отец.

И Карл дорожил ими. Он откладывал каждый пфенниг, подаренный ему по случаю какого-либо праздника. Иногда он и сам зарабатывал немного, помогая отцу в магазине – отец платил ему наравне с другими работниками. И хотя капитал мальчика рос очень медленно, в конце концов Карлу удалось собрать три марки. Зажав деньги в кулаке, он бегом бросился в магазин Лейбольда. Чего там только не было: стеклянная и фарфоровая лабораторная посуда, металлические приборы, заманчивые химикаты.

Господин Лейбольд выставил на прилавок все, что просил Карл, а тот аккуратно уложил покупки в корзину.

– Мне кажется, что вы несколько переборщили, господин Карл, – заметил Лейбольд, подавая счет. – Пятнадцать марок, восемьдесят пфеннигов.

Польщенный непривычным обращением, Карл в то же время побледнел, услышав сумму. Что делать? Неужели отказаться? Он еще крепче сжал в руке свои три марки и, стараясь не выдавать волнения, сказал:

– Прошу вас, пришлите все это к нам домой вместе со счетом. Вам за все заплатят.

Огромная сумма привела в ужас госпожу Паулу Бош. На эти деньги она могла прокормить семью в течение двух месяцев. Но служащий из магазина Лейбольда объяснил, что это редкие и дорогие приборы и химикаты и что с их помощью можно провести весьма интересные опыты; для такой уважаемой и крупной фирмы, какой является фирма господина Боша, этот счет – пустяки. Госпожа Бош дорожила репутацией фирмы и поэтому заплатила, но про себя решила устроить Карлу скандал.

Однако, как только сын узнал, что деньги уплачены, его синие глаза засияли такой радостью, что мать не выдержала и сменила гнев на милость. Карл взял ее под руку и повел в свою лабораторию – ему хотелось рассказать ей об удивительной науке, химии, показать чудесные превращения веществ.

Несмотря на строгость матери, дети всегда делились с ней своими планами и мечтами. Карл обожал эти откровенные беседы. Он рассказывал матери о том, что прочел в книгах по химии, его волновали проблемы этой науки, радовали достижения, особенно открытия, находившие применение в промышленности.

Однако увлечения Карла были не по вкусу отцу, господин Бош относился к химии с недоверием. Он считал единственным делом, достойным внимания, металлургию. Изделия из металлов были основным товаром в его магазине, и господин Бош хорошо знал их применение и значение. Поэтому, когда подошло время решать вопрос о будущем сына, он согласился с тем, чтобы Карл выбрал химию только при условии, если она будет тесно связана с металлургией.

– Прежде чем поступить в политехнический институт, неплохо было бы пройти практику на металлургическом заводе, поближе присмотреться к тому, с чем тебе придется иметь дело всю жизнь, – посоветовал ему отец.

– Согласен. Но возьмут ли меня на завод?

– Это уже моя забота. Главный поставщик моих товаров – металлургический завод в Котценау. Я лично знаком с его директором, господином Гаазе, и надеюсь, что вопрос о твоем устройстве на завод не вызовет затруднений.

Летом 1893 года Карл поступил на завод. За год он должен был пройти все цеха: поработать в качестве формовщика, литейщика, слесаря. Карл выполнял все задания очень быстро и точно, а в оставшееся время мастерил различные поделки, нужные для его многочисленных коллекций насекомых и растений.

Как-то Карлу разрешили взять в мастерской ясеневые дощечки, и вот, через несколько дней, были готовы лыжи. В Силезии, где находился завод, лыжи были диковинкой. Рабочие не верили, что на этих изогнутых досках можно кататься. Поэтому, когда Карл отправился с лыжами к ближайшему холму, за ним двинулись десятки любопытных. Он не был первоклассным лыжником, но ходить на лыжах умел.

– Этот Карл – парень что надо, – говорили рабочие. – Из таких, как он, выходят настоящие люди. Все у него прямо горит в руках.

И действительно, начиная какое-либо дело, Карл всегда успешно доводил его до конца, какие бы трудности ему ни приходилось преодолевать. Проучившись год, он сдал практический экзамен – приготовил форму для отливки, сам отлил и отшлифовал стальной куб. Мастера дали его работе отличную оценку, и Карл вернулся домой со свидетельством мастера-литейщика и слесаря.

Теперь он на практике познакомился с металлургией и не сомневался, что металлы будут играть огромную роль в развитии науки и техники.

Осенью 1894 года Карл уехал в Шарлоттенбург, чтобы поступить в Высшее политехническое училище на отделение машиностроения и металлургии. Любознательный юноша слушал лекции, по самым различным отраслям науки: металлургии, химии, ботанике, зоологии, энтомологии: Впервые серьезно познакомившись с теорией обработки металлов, из которой он^: кое-что знал еще со времени стажировки, Карл был разочарован.

– Какая же это наука? – возмущался он. – Часами делаю вычисления с помощью сложных формул и, получив наконец результат, увеличиваю его в пять раз, чтобы быть уверенным, что металл выдержит.

– Очевидно, так и должно быть, – урезонивал его отец.

– Ничего подобного! Тот, кто вывел формулу, не уверен в ее правильности. Да мой мастер Гейнц отольет без всякой формулы любое зубчатое колесо, и при этом можно не сомневаться, что оно выдержит любые нагрузки.

– И все-таки на одной практике далеко не уедешь.

– Не знаю, отец, пока ничего не могу сказать. Вот неорганическая химия – совсем другое дело. То, что говорит на лекциях профессор Рюдорф, можно проверить в лаборатории, и опыты подтверждают теорию. А спектральный анализ, о котором я узнал на лекциях профессора Фогеля[366]366
  Герман Карл Фогель (1841–1907) – немецкий астроном, с 1882 г. директор Потстдамской астрономической обсерватории; иностранный чл.-корр. Петербургской Академии наук с 1892 г.; в 1874 г. разработал спектральную классификацию звезд, совместно с Г. Мюллером провел визуальные наблюдения спектров 4051 звезды. О Фогеле см.: Биографический словарь, ук. соч., т. 2, с. 316–317; Колчинский И. Г., Корсунь А. А. Родригес М. Г. Астрономы. Биографический справочник. – Киев: Наукова думка, 1977, с. 258.


[Закрыть]… Изящный, точный метод!

Они замолчали, и каждый думал о своем: отец не понимал настроений сына, а сын в мыслях заглядывал в далекое будущее.

– Летом я снова вернуть на металлургический завод. Хочется поближе познакомиться с работой доменной печи.

– Я попробую помочь тебе устроиться на завод Крупна, это ведь недалеко от Кёльна.

Несколько недель, проведенных на заводе Крупна, еще раз показали, сколь огромна разница между университетскими аудиториями и лабораториями, с одной стороны, и грандиозными сооружениями промышленности – с другой. Там, в университетской лаборатории, выплавка чугуна выглядела значительно проще. А здесь – сотни тонн руды, вагоны кокса, горы известняка и песка, гигантские печи.

Промышленность! Это не просто претворение в жизнь достижений науки и техники. Промышленность – сложнейший механизм, который нуждается в хороших специалистах, людях, наделенных творческим умом. Может быть, и он когда-нибудь станет одним из таких специалистов.

Вернувшись в Шарлоттенбург, Карл с удвоенной энергией взялся за учебу. Но чем глубже он вникал в проблемы металлургии и металловедения, тем сильнее становилось его разочарование. Как далека теория от практики!

«Нет смысла терять время на изучение металлургии. Лучше посвятить себя химии». В Политехническом училище преподавание химии было поставлено слабо, настоящую подготовку мог дать только университет. Осенью 1896 года Карл начал работу в университетской химической лаборатории под руководством профессора Иоганнеса Вислиценуса. Трудолюбие, исключительное умение работать руками и глубокие знания нового студента привлекли внимание профессора. Он предложил Карлу тему докторской диссертации.

Бош принялся изучать вещество, которое получается при конденсации диэтилового эфира ацетондикарбоновой кислоты с бромацетофеноном. Вислиценус предполагал, что молекула соединения имеет строение семичленного цикла. В результате проведенных исследований Карл установил, что молекула продукта конденсации содержит шестиатомное кольцо, связанное с боковой цепью. Это открытие молодого исследователя выявило не только его способности к сложной экспериментальной работе, но и умение решать проблемы совершенно самостоятельно, не поддаваясь влиянию предварительных соображений.

Сразу же после сдачи докторского экзамена профессор Вислиценус предложил Карлу Бошу остаться у него ассистентом. Научная работа – мечта каждого молодого исследователя, но спокойная, безмятежная атмосфера университетской лаборатории не нравилась темпераментному Карлу. Его влекла практическая деятельность, промышленное производство – оно тоже нуждалось в своих творцах.

Вислиценус посоветовал Бошу поступить на Баденскую анилиновую и содовую фабрику (БАСФ) – одно из крупнейших химических предприятий Германии. Эта фабрика получила особую известность после того, как в ее стенах был осуществлен синтез индиго, предложенный Адольфом Байером. Такое крупное предприятие всегда нуждалось в специалистах, и Карл Бош был принят. Осенью 1899 года он начал работать в центральной химической лаборатории фабрики БАСФ в Людвигсхафене.

Свою первую задачу – очистку промежуточного продукта, необходимого для синтеза одного из красителей, – он выполнил отлично. Поэтому начальник цеха синтеза индиго, доктор Рудольф Книч[367]367
  Рудольф Теофил Иохан Книч (1854–1906) – немецкий химик-технолог, работал на Баденской анилиновой и содовой фабрике, впервые показал, что окислы серы, выделяющиеся при сжигании пирита, после тщательной очистки от каталитических ядов могут быть использованы для получения Концентрированной серной кислоты. Этот процесс был осуществлен на БАСФ.в 1898 г. Книч также изучал возможности очистки платинового катализатора от ядов, в частности от мышьяка. О Книче см.: Малина И. К. Развитие представлений в области кинетики, катализа и реакционной способности. – М.: Наука, 1966, с. 123–149; Биографии великих химиков, ук. соч., с. 337–340; Штрубе В., ук. соч., т. 2, с. 182–185.


[Закрыть], взял его к себе – в цех производства фталевого ангидрида. Здесь впервые Бош столкнулся с промышленной химией.

Все исходные вещества для синтеза индиго производились здесь же на фабрике. Серную кислоту, необходимую для синтеза фталевого ангидрида, получали новым, контактным методом, разработанным доктором Кничем. В контактных аппаратах сернистый газ в присутствии платинового катализатора окислялся до серного ангидрида. Окисление нафталина во фталевый ангидрид осуществлялось также с помощью катализатора – ртути; этот метод был предложен доктором Ойгеном Заппером.

Доктор Книч – «огненная голова», как его называли на фабрике, – был настоящим гением своего дела. Он закончил политехнический институт в Шарлоттенбурге и превосходно разбирался как в технологии металлов, так и в химии. Не случайно именно он создал эти грандиозные контактные аппараты и теплообменники и дал промышленности еще один новый метод.

За короткое время Бош изучил тонкости технологического процесса, познакомился с «узкими местами», которые создавали трудности, и всерьез задумался о способах их преодоления. Одно серьезное и дельное предложение сразу изменило бы его положение на фабрике.

Но события развернулись совершенно неожиданным образом. Однажды Бош явился по вызову в кабинет доктора Книча; последний был явно чем-то взволнован. Коротко кивнув, Книч сразу же перешел к делу.

– Я только что из дирекции, доктор Бош. У директора был профессор Вильгельм Оствальд. Ведь вы учились в Лейпциге и знаете его?

– Немного. Я работал в первой химической лаборатории, а профессор Оствальд руководил второй. Он занимался в основном катализом.

– Как раз по этому поводу я и вызвал вас. Профессор Оствальд разработал метод каталитического синтеза аммиака из азота и водорода. За право передачи этого метода фабрике он запросил миллион марок. Это баснословная сумма, но дирекция готова заплатить ее, если метод надежен. Связанный азот необходим нам как воздух, ибо Германия вынуждена ежегодно ввозить десятки тысяч тонн чилийской селитры. Если нам удастся получить синтетический аммиак, мы не только удовлетворим нужды нашего сельского хозяйства в селитре, но и будем сами экспортировать ее. А это миллионы, даже миллиарды дохода, доктор Бош!

Карл Бош вежливо слушал, не понимая, с какой целью доктор Книч затеял весь этот разговор.

– Дирекция поручила мне проверить метод профессора Оствальда, – продолжал Книч. – И эту задачу я возлагаю на вас. Вы можете работать там, где считаете нужным, – в лаборатории или в мастерской.

Бош покраснел от волнения. Наконец-то! Это предложение свидетельствовало о признании его способностей. Теперь любой ценой он должен оправдать надежды, возложенные на него.

Сконструировать аппаратуру для него не представляло никаких трудностей. Он хорошо умел работать и на станке, и со стеклодувной горелкой. Первая конструкция была примитивной, но отвечала всем основным требованиям. Чтобы обеспечить равномерный приток газов, Бош приспособил насос от велосипеда. Железная спираль, помещенная в стеклянную трубку, нагревалась снаружи с помощью нескольких горелок. Она служила прекрасным катализатором разложения аммиака на азот и водород, однако, когда над этим катализатором пропускали смесь азота и водорода, аммиак не получался. Сколь ни утешительны были результаты, все равно их приходилось доложить дирекции.

Узнав о неудаче Боша, профессор Оствальд приехал поговорить с ним и дать кое-какие пояснения по поводу синтеза аммиака. Он был уверен, что при проведении опытов была допущена какая-то ошибка.

– Имейте в виду, доктор Бош, что процесс этот равновесный, – сказал Оствальд. – После прохождения газов через трубку с катализатором полученная смесь содержит 6% аммиака.

– Это зависит от скорости, с которой движутся газы, – прервал его Бош. – При небольшой скорости аммиак почти полностью распадается на азот и водород, а если пропускать над тем же катализатором смесь азота и водорода, аммиак не образуется.

– С какой спиралью вы работаете?

– Из того самого железа, что предложили нам вы, господин Оствальд.

– Но с моей спиралью процессы протекали нормально! – Оствальд смотрел на Боша с сомнением и недоверием. И неожиданно обратился к директору:

– С вашей стороны было весьма неосмотрительно доверить опыты человеку, у которого еще очень небольшой опыт. Мне нужно было бы самому все проконтролировать, но для этого у меня, к сожалению, нет времени. Если вы считаете мое предложение неприемлемым, я отказываюсь от него. Предложу в другом месте. На всякий случай, пришлю вам мою спираль. Попробуйте повторить опыты с ней.

Спираль, которая была получена из Лейпцига, вначале дала положительные результаты, но после нескольких опытов тоже перестала действовать. Для дирекции вопрос был решен, но Бош не мог успокоиться. Неужели такой выдающийся ученый, как Оствальд, мог ошибиться? Может быть, они упустили какую-нибудь мелочь, которая и привела к неудаче?

Несколько дней подряд Бош допоздна засиживался в библиотеке. Он внимательно просмотрел все научные публикации, связанные с разложением аммиака и поведением железа в среде аммиака, азота и других газов. Сравнив и систематизировав многочисленные факты, он нашел в конце концов правильное объяснение полученному Оствальдом результату. Карл поспешил поделиться своими идеями с доктором Кничем.

– Оствальд работал с одной и той же спиралью, – сказал Бош. – Сначала он пропускал над ней аммиак, а потом – смесь азота и водорода. Но при высокой температуре в аммиачной среде железо образует нитриды, которые под действием водорода из азотоводородной смеси распадаются, и получается аммиак. Вот где кроется причина наших неудач.

– Насколько я понимаю, железо может образовывать нитриды и при нагревании в среде азота, – сказал доктор Клич.

– Это другая сторона идеи, которой я хочу поделиться с вами. Может быть, нам удастся найти условия, при которых металлический порошок превратится в нитрид. Последний же при обработке водородом даст аммиак.

– У вас есть все возможности проверить свои предположения на практике, доктор Бош. Дирекция предоставляет вам полную свободу действий. Мы отдаем в ваше распоряжение одну из лабораторий в цехе фталевого ангидрида. Там же, в подвальном этаже, у вас будет собственная мастерская. В ближайшее время дадим вам в помощь нескольких сотрудников.

Бош слушал с волнением, а доктор Книч продолжал:

– Директор Брунк[368]368
  Генрих Брунк (1847–1911) – немецкий химик-органик, изучал синтез и свойства красителей; известен как историк химии, описавший историю получения индиго (Bmnck H. The History of the Development of the Manufacture of Indigo. – New York: Kuttroff, Pickhardt and Co., 1900); в 1869 г. объединил БАСФ и вскоре стал директором, а затем и генеральным директором фабрики. Он многое сделал для скорейшего внедрения в промышленность синтеза индиго и аммиака.


[Закрыть] считает, что вы должны заняться усовершенствованием метода получения азотной кислоты, предложенного Биркеландом и Эйде. И тут нужно решить массу проблем: снизить расход электроэнергии, увеличить выход окислов азота, повысить степень поглощения этих окислов и так далее. Как видите, главным остается вопрос о связывании азота воздуха.

Перед Бошем открывались широкие перспективы. Ему предоставлялась возможность применить свои знания и практический опыт, дать волю смелому полету мысли. Мастер Кранц оказался великолепным помощником. Его работа отличалась исключительной точностью, а ведь именно точность – одно из наиболее важных требований при конструировании химической аппаратуры.

Параллельно с опытами в лаборатории, с хлопотами по созданию новой, более совершенной аппаратуры Бош продолжал свой научный поиск. Ведь существовали же другие способы связывания азота в аммиак. Об одном из них – об образовании нитридов в качестве промежуточных продуктов – он уже говорил с доктором Кничем. Была еще одна возможность – цианамидный синтез, и этот способ также казался надежным, но получение аммиака из цианамида кальция требовало весьма значительных расходов, поэтому использовать цианамидный синтез в промышленных масштабах было невозможно.

Бош ни на минуту не оставался без дела. Казалось, он одновременно был в нескольких местах: у аппаратов для получения азотной кислоты – чтобы проследить за реакцией, в мастерской мастера Кранца – чтобы собственноручно проверить каждую новую часть схемы, в лаборатории – чтобы посмотреть, как идут испытания различных вариантов. Он предлагал новые варианты, которые казались ему более приемлемыми, экономически более выгодными. А когда он чувствовал, что силы его иссякали, собирал жестяные банки, сачки и лопатки, садился на велосипед и мчался за город – у болот близ Мюльгельма или на берегах Рейна начинались поиски жуков, улиток или водяных насекомых, которых еще не было в его коллекции. Это занятие доставляло ему такую живую радость, что усталость проходила бесследно и он вновь ощущал прилив сил. Иногда он шел в общежитие, где у него были друзья. Они веселились до поздней ночи, но утро следующего дня заставало его непременно на фабрике.

Время шло незаметно, и только приезжая домой на рождество, Бош замечал, что проходят годы и годы. Он видел это по седине матери, по тому, как выросла младшая сестренка Паула – теперь это уже была не маленькая смешная девчушка, а очаровательная стройная девушка. Еще более разительные перемены произошли с ее подругой Эльзой. Вместо курносой школьницы, которую Карл дергал за косички и пугал большими черными жуками, к сестре приходила теперь совсем другая Эльза – изящная, полная достоинства, настоящая барышня. Эльза была девушка самостоятельная и решительная, она приобрела велосипед и, не обращая внимания на возмущенные взгляды прохожих, беспечно разъезжала по улицам Кёльна. «Женщина на велосипеде! Это же неприлично!» – негодовали степенные дамы. Но вскоре к этому все привыкли, а кое-кто из тех, что посмелей, даже стал ей подражать.

Бош будто увидел Эльзу впервые. Теперь он часто приезжал в Кёльн, и они вместе отправлялись за город на велосипедах, устраивали велосипедные гонки, пополняли коллекцию насекомых.

Каждый раз, возвращаясь в Людвигсхафен, Бош чувствовал, как ему не хватает Эльзы. Она любила его рассказы о работе, терпеливо выслушивала престранные объяснения. С нею он делился своими сомнениями, ей рассказывал о своих успехах и неудачах.

Эльзе нравился этот энергичный, интересный человек, и она с радостью приняла его предложение. Свадьбу сыграли в Кёльне и сразу же после этого уехали в Людвигсхафен. Молодая чета поселилась в частном доме, расположенном в глубине просторного двора. Тут нашлось место и для аквариумов, и для террариума с земноводными; одну из комнат превратили в мастерскую – смонтировали станок и поставили столярный верстак. Свободное от работы время Бош посвящал своим любимым занятиям – рыбам, земноводным, насекомым, цветам.

…Бош продолжал заниматься проблемой связывания азота. Обстоятельно изучив всю имеющуюся литературу, он пришел к выводу, что получение аммиака легче всего осуществить через цианамид бария. По заказу Боша на фабрику завезли углекислый барий, а мастер Кранц изготовил пресс, на котором из смеси углекислого бария и угля делали брикеты. Опыты проводил доктор Альвин Митташ, принятый на фабрику по рекомендации профессора Боденштейна[369]369
  Макс Боденштейн (1871–1942) – немецкий физико-химик, ученик В. Майера, профессор Ганноверской технической школы (1908 г.) и Берлинского университета (1923 г.); ему принадлежат многочисленные исследования по термической диссоциации и электрохимии, первые работы по фотохимии и химической кинетике. О Боденштейне см.: Родный Н. И. Вопросы истории естествознания и техники, вып. 15, 111 (1963); Волков В. А. и др., ук. соч., с. 64–65.


[Закрыть]. Митташ разрабатывал новый метод получения азота, необходимого для синтеза.

Старый метод удаления кислорода из воздуха – взаимодействие кислорода с медным порошком – был очень дорог. Новый метод оказался намного дешевле. Теперь по отдельным трубам пропускали воздух и водород и в момент смешивания газов воспламеняли смесь. В этих условиях кислород воздуха связывался с водородом, образуя воду, а азот оставался свободным. Полученный таким образом азот поступал в капсулы, заполненные брикетами. Реакция происходила при 1500°С, капсулы нагревались в специальной печи. Однако уплотнения труб, по которым протекал азот, не выдерживали такой высокой температуры, газ просачивался из капсул, и брикеты нередко оставались без изменения.

Смесь же цианида и цианамида бария легко вступала в реакцию с парами воды, в результате получался аммиак и восстанавливался углекислый барий. Выделенный карбоная смешивали с углем и вновь подвергали брикетированию. Новый метод был достаточно надежным – многолетний труд двух исследователей не пропал даром. Проект был принят, и производственный совет решил выделить средства на строительство цианамидной фабрики.

В 1906 году это строительство началось, и в том же году у Боша родился сын. По семейной традиции первенца назвали по имени отца. Дед, отец и сам Бош, а теперь еще и его первенец – все были Карлами.

Занятая ребенком Эльза не видела, как строилась фабрика, но муж подробно рассказывал ей обо всем. Кольцевая печь состояла из 16 больших камер, каждая из которых содержала по 210 шамотных капсул: всего 5 тонн карбоната бария. По подсчетам Боша суточная производительность должна превышать 500 кг аммиака. Но одно дело работать с тридцатью капсулами, и совсем другое – с тремя тысячами! На практике ежедневный выход аммиака не достигал и 350 кг. Этого количества было недостаточно даже для того, чтобы покрыть расходы, и совет директоров решил приостановить работы, что и было сделано в июне 1908 года.

Неудача на цианамидной фабрике не обескуражила Боша, он решил сосредоточить свое внимание на нитридах. Вместе с доктором Митташем он приступил к изучению возможностей связывания атмосферного азота в нитриды. Они использовали титан, кремний, окись алюминия. Результаты опытов обнадеживали, но вскоре выяснилось, что во Франции уже разработаны и запатентованы подобные технологические процессы, и суд заставил руководство БАСФ отказаться от этих исследований.

В то время, пока Бош и его сотрудники были заняты строительством цианамидной фабрики, европейские ученые продолжали изучать возможности прямого связывания азота и водорода в аммиак. Над этой проблемой работал один из учеников профессора Оствальда – Вальтер Нернст. Экспериментировал в этой области и Фриц Габер[370]370
  Фриц Габер (1868–1934) – известный немецкий физико-химик и технолог, профессор Высшей технической школы в Карлсруэ (1898 г.), иностранный член АН СССР с 1932 г. Его исследования (совместно с Бошем) синтеза аммиака из элементов (1905, 1915 гг.) привели к разработке промышленного синтеза на БАСФ в Людвигсхафене, хотя впервые этот процесс описан В. Нернстом. В 1911 г. Габер стал директором Института физической химии и электрохимии в Берлин-Далеме (сейчас институт носит имя Габера); ему принадлежат работы по химическому равновесию (1895 г.), электролитическому восстановлению нитробензола (1898 г.), синтезу окиси азота на электрической дуге (1908 г.); проводил исследования во многих отраслях электрохимии; много лет посвятил pasработке методов выделения золота из морской воды [Капитонов Е., Тютюнник В. Техника – молодежи, № 10, 60 (1975)]. Во время первой мировой войны руководил химической службой немецких войск и был организатором применения боевых ВВ, считая, что исполняет «свой долг перед отечеством». В 1933 г. эмигрировал в Швейцарию и через год умер в Базеле. В 1918 г. Габеру была присуждена Нобелевская премия по химии «за синтез аммиака из элементов». О Габере см.: Джуа М., ук. соч., с. 384; Partington J. R., ук. соч., т. 4, с. 636; Капитонов Е. Н. ЖВХО, № 6, 629 (1975); Goran M. The story of Fritz Haber. – Oklahoma: Norman, 1967.


[Закрыть] из Карлсруэ. Подробно изучив равновесие между азотом и аммиаком, Габер пришел к выводу, что аммиак можно синтезировать при температуре ниже 1000°С. Исследования Боша привели к успеху лишь тогда, когда Вальтер Нернст порекомендовал проводить синтез при высоком давлении.

Габер считал, что давление необходимо поднять до двухсот атмосфер. Толщину катализаторной трубы можно увеличить, и, если результаты будут удовлетворительными, как бы дорого ни стоил катализатор, метод будет рентабельным.

^{Ф. Габер} 

Из металлов, доставленных Габеру с берлинской фабрики электрических ламп, наиболее эффективным катализатором оказался порошкообразный осмий. При давлении 200 атмосфер и температуре 600°С постоянный выход аммиака составлял 6% Это можно было считать успехом.

Габер познакомил со своими достижениями профессора Карла Энглера – своего коллегу из Карлсруэ, советника при фабрике БАСФ – и посоветовал ему немедленно отправить предложение на фабрику в Людвигсхафен. Профессор Энглер рекомендовал дирекционному совету заняться разработкой этого метода, так как считал его вполне надежным.

Два письма лежали на письменном столе директора Брунка. Он наизусть помнил их содержание. Двести атмосфер! Мыслимое ли дело в заводских условиях создать такое давление! В автоклавах, смонтированных в различных цехах, удавалось поднять давление лишь до 5 атмосфер, да и то были случаи взрывов. Материалы, из которых сделаны аппараты, не выдержат такого режима. Стоит ли идти на риск? Надо было посоветоваться со специалистами.

Бош, вошедший в кабинет, остановился в ожидании. Брунк жестом пригласил его сесть.

– Профессор Габер предлагает способ синтеза аммиака при давлении в двести атмосфер.

– А температура?

– Шестьсот градусов.

– Да это же температура красного каления! Такие условия не выдержит даже самая прочная сталь.

– Но у них есть аппаратура, которая позволяет проводить процесс. Профессор Энглер сам это видел.

– Мы тоже должны увидеть, – решительно сказал Бош. – Может быть, игра стоит свеч.

– Мы и так затратили немало на циан-амидную фабрику. Бош вскинул голову. До сих пор никогда и никто еще не упрекал его в напрасном расточительстве. Брунк успокаивающе улыбнулся.

– Я говорю вам это совсем не для того, чтобы упрекнуть, доктор Бош. Ведь вы знаете, как высоко я ценю ваши способности. Если бы это было не так, вы давно бы здесь уже не работали. Но после неудачи с фабрикой совет директоров воздерживается от новых попыток наладить у нас производство аммиака. Боюсь, что на этот раз он откажется финансировать вашу работу. Завтра же едем в Карлсруэ. С нами отправится и доктор Бернтсен.

Демонстрация в лаборатории профессора Габера была не очень убедительной и успешной. Несмотря на тщательную подготовку аппаратуры, вскоре после начала опыта одно из уплотнений не выдержало, и газовая смесь со страшным свистом вырвалась наружу. Но вскоре повреждение было устранено, и по прошествии нескольких часов директор Брунк собственными глазами увидел прозрачные капли жидкого аммиака, стекающие из крана сепаратора. Однако неудача в начале опыта была серьезным предупреждением. Значит, нужна исключительная точность при конструировании аппаратуры, необходимо принять все меры, чтобы не допустить несчастных случаев.

И действительно, оказалось, что взрывы вовсе не были случайностью. Их предвидели, и не без оснований. Аппарат Габера взорвался уже на второй день и превратился в груду искореженного металла. Затем взорвалась и только что сооруженная колонна, в которой находился катализатор осмий. При контакте с воздухом он воспламенился, и почти весь драгоценный запас осмия превратился в бесполезную окись.

– Так мы ничего не добьемся. Надо вести систематическую исследовательскую работу одновременно в нескольких направлениях, – решил Бош. – Нам нужен дешевый и легкодоступный катализатор. Еще два таких взрыва – и весь запас осмия будет уничтожен. Доктор Митташ, вы займетесь катализаторами. Пробуйте железо, хром, молибден, кальций, алюминий – все что угодно, но только отыщите эффективный и дешевый катализатор. Мастер Кранц займется разработкой опытной аппаратуры низкого давления. А мы с инженером Лане займемся материалами для катализаторных печей.

Начальник механической мастерской Франц Лане положил перед Бошем осколок стенки взлетевшей на воздух колонны.

– Посмотрите, исходная сталь превратилась в нечто непонятное. Водород из газовой смеси диффундировал в сталь и вызвал коренные изменения в ее структуре и составе.