Гемфри Дэви

В 1778 году в маленьком английском городке Пензэнс родился человек, который сыграл немалую роль в истории химии. Звали его Гемфри Дэви.

Пока Гемфри учился в школе, ни учителя, ни родные не замечали в нём особых способностей к наукам. Он был обычным шаловливым мальчишкой. Больше всего Гемфри любил валяться на берегу моря, смотреть, как плывут по синему небу белые облака. И ещё одно занятие привлекало будущего учёного — ловля рыбы.

Лишь после смерти отца Гемфри понял, что так больше продолжаться не может! Отец его был резчиком по дереву. И при его жизни семья жила очень бедно, а после смерти нужда хозяйкой поселилась в их доме.

Гемфри пошёл работать учеником к местному аптекарю. Работа была не сложная, но скучная. Изволь-ка целые дни растирать мази да разливать микстуры по бутылям! Но, как это ни странно, именно аптекарское ремесло привело Гемфри к науке.

Ему нравилось смешивать жидкости и смотреть, что из этого получится. Он пристрастился к работе и часто задерживался в аптеке до полуночи. Не только для того, чтоб выполнить задание хозяина! У него появились собственные интересы! Он проделывал различные химические опыты. И тут Гемфри понял, как много упущено времени, как мало знаний унёс он из школы.

Гемфри Дэви.

Но учиться никогда не поздно. Гемфри засаживается за книги, изучает анатомию, физику, химию, философию. На удивление всем, Гемфри оказывается очень способным человеком. Его лучшие друзья — книги раскрывают перед ним новый мир, а опыты, которые становятся всё сложнее и значительнее, помогают ему постичь многие тайны наук.

В короткий срок о Гемфри Дэви распространилась слава, как об одном из самых образованных людей своего города. Покинув Пензэнс, Гемфри поработал несколько лет в научном институте города Бристоля, потом Лондонский королевский институт принял его на должность помощника профессора химии. Это был очень высокий пост для двадцатидвухлетнего Гемфри. Он получил возможность развить свой талант учёного. К его услугам были лучшие лаборатории Англии. И он полностью отдался любимой науке — химии.

В конце восемнадцатого и начале девятнадцатого века, когда жил Дэви, химия ещё не была такой обширной наукой, как в наши дни. Но учёные неутомимо стремились разгадать тайны строения всех веществ природы. Изучали состав горных пород, воды, почвы, питательных продуктов. Сжигали растения и исследовали оставшуюся золу, интересовались газами, из которых состоит воздух…

Химики понимали, что, только разобравшись, как и из чего построена природа, можно будет научиться управлять ею.

А кроме того, практическая жизнь требовала от учёных безотлагательной помощи. Гемфри Дэви испытал это на себе. К молодому профессору то и дело обращались люди различных производств. Кожевники просили указать им, какими веществами лучше дубить кожу. Земледельцы хотели проведать секреты земледелия и приносили на химический анализ землю, перегной, навоз. Шахтёрам нужна была безопасная лампа для работы в шахте…

И Дэви помогал и кожевникам, и земледельцам, и шахтёрам. Изобретённым им составом дубили кожу, его лекции по химии земледелия посещало много людей, а безопасная лампочка, изобретённая Дэви, до сих пор служит шахтёрам и носит его имя.

Но вся эта практическая деятельность не отвлекала Дэви от решения больших научных задач — от открытия химических элементов.

В начале восемнадцатого века их было известно пятнадцать. К концу века называли уже тридцать пять. А открытия всё продолжались.

То и дело в журналах и газетах появлялись сообщения: открыт ещё один химический элемент!

Случались и ошибки в этом нелёгком деле. За химический элемент иной раз принимали сложное вещество. Например, известь долго считалась элементом, пока не выяснили, что она состоит из кальция и кислорода.

Гемфри Дэви главным занятием своей жизни считал поиски новых химических элементов.

И в этих поисках он оказался впереди многих своих современников.

Блестящие шарики

Гемфри Дэви пришёл в науку в то время, когда уже было сделано одно величайшее открытие. Учёные создали первый аппарат, дававший электрический ток.

Электричество… Для нас, людей двадцатого века, за этим словом кроются самые обыденные понятия: свет в квартирах, электрические приборы, трамвай, электропоезд.

А двести лет тому назад люди ещё не знали, какое огромное применение найдёт себе невидимая сила электричества. Но многие учёные начали пользоваться ею для различных нужд науки.

Гемфри Дэви оказался одним из первых, кто понял, что электрический ток может помочь химику.

Дэви смотрел на кусок извести или глины, на порошок магнезии и думал:

«Что таят в себе эти знакомые незнакомцы? Как поведут они себя, если атаковать их электрическим током?»

И вот атака началась. Первыми жертвами стали вещества, которые известны под названием «едкие щёлочи». Куски щёлочи похожи на сахар-рафинад. Хранят щёлочь в плотно закупоренных банках, берегут от влаги и воздуха. Стоит взять такой кусочек в руки, как сразу поймёшь — не случайно этим щёлочам дано название «едкие»: кожа на руках воспалится, покраснеет, особенно, если на ней есть ссадины или царапины. А если уронить щёлочь на платье — дыра неизбежна!

Решив исследовать едкие щёлочи, Дэви начал готовиться к этому делу, как полководец к большому сражению.

Он собрал несколько электрических батарей, проверил их действие и соединил все вместе. Получилась батарея огромной мощности. Всю её силу Дэви решил обрушить на едкую щёлочь, чтобы узнать, из каких веществ она состоит.

В раствор щёлочи в воде Дэви опустил две проволочки, идущие от батареи и заменявшие электрический провод.

И вот ток побежал по проволокам, достиг жидкости в колбе. Она забурлила, зашевелилась. Один за другим в ней начали возникать пузырьки газа. Но вид их не радовал Дэви. Он понимал, что это кислород и водород, из которых состоит вода.

«А щёлочь? Где же её составные части? Может быть, она не поддаётся разложению?

Может быть, надо действовать электричеством на сухую щёлочь?» — думал учёный.

Но в сухом виде она не пропускает сквозь себя электрический ток!

Дело казалось безнадёжным. Бывали минуты, когда у Дэви появлялось желание всё бросить, но он гнал от себя сомнения и работал ещё настойчивее.

Сотни опытов проделал он, пока набрёл на правильный способ.

Когда после многих бессонных ночей, после огорчений и тревог счастливая мысль пришла ему в голову, он даже вскрикнул от радости:

— Да! Именно так! Именно так надо поступить! Щёлочь для этого опыта должна быть не очень сухой и не очень влажной…

Дэви взял небольшой сухой кусочек щёлочи, подержал его на открытом воздухе несколько секунд — пусть чуть-чуть увлажнится — и быстро соединил его с электрической батареей.

Долгое терпение и настойчивость учёного были вознаграждены великолепным зрелищем.

Сотни опытов проделал Дэви.

На этот раз картина была совсем иной, нежели в прежних опытах!

Щёлочь начала плавиться, а из неё, как пленники из заточения, выпрыгивали блестящие металлические шарики.

В первую минуту они показались Дэви похожими на капли ртути, но он тут же отказался от этого сравнения. Его шарики жили всего несколько минут. Они взрывались, вспыхивая ярким пламенем, а те, которые не сгорали, быстро теряли свой металлический блеск, покрывались белым налётом.

Молодого учёного не тревожила судьба металлических шариков, он считал, что вопрос о сохранении шариков — второй вопрос. А сейчас можно порадоваться великому открытию, совершённому им.

Он, Гемфри Дэви, открыл в щёлочи новый металл. Ни один учёный мира и не подозревает о существовании такого!

Гордостью переполнилось сердце Гемфри. Он вспомнил покойного отца. Как жаль, что ему не удалось дожить до этого часа, когда его сын становится великим учёным!

Однако предаваться раздумьям и печали было не время. С новым металлом предстояло ещё немало хлопот.

Во-первых, надо было разложить не одну порцию щёлочи, чтоб извлечь из неё неведомый металл, во-вторых, необходимо было сохранить металл, чтобы изучить его свойства.

И хотя победа была совершенно очевидной, капризный металл лишил Дэви покоя. Сохранить его не было никакой возможности: он упрямо не хотел жить ни в воздухе, ни в воде, ни в спирте, ни в кислоте, и ни в какой другой «квартире», которую предлагал ему учёный.

Металлы-близнецы

Я думаю, читатель давно догадался, что Дэви освободил из щёлочи нашего старого знакомого — натрий.

«А если это не натрий, — думает, вероятно, читатель, — то это какой-нибудь другой металл, похожий на натрий, как могут быть похожи только родные братья…»

Так оно и есть. В своих опытах Дэви брал две щёлочи. Одна называется едкий натр, из неё Дэви получал натрий. А из другой, по названию едкое кали, — металл калий.

И они имеют большое сходство. Оба серебристого цвета, оба лёгкие, не тонут в воде, а плавают на ней; оба настолько мягкие, что их можно резать ножом, как сыр; оба плавятся при очень невысокой температуре.

Поставим на горячую электрическую плиту три сосуда. Пускай в одном будет кусочек металлического натрия, в другом — калий, а в третьем — железо. Калий начнёт плавиться, когда градусник покажет 62,3 градуса, натрий немного позднее, при температуре 93 градуса. А железо? Оно даже не успеет покраснеть. Чтобы расплавиться, ему нужна температура в полторы тысячи градусов!

Свойство калия и натрия расплавляться при невысокой температуре отличает их от большинства знакомых нам металлов. Даже легкоплавкому олову нужна температура в 232 градуса, не говоря уже о золоте и меди. Те начинают плавиться лишь после того, как измерительные приборы покажут выше тысячи градусов.

И все же калий и натрий — металлы. Кроме свойственного обоим металлического блеска, они обладают ковкостью. Но увы! Изделиями из этих металлов можно было бы пользоваться только в безвоздушном пространстве! Самое незначительное присутствие воздуха, воды заставляет их немедленно изменяться, превращаться в сложные вещества, присоединяя к себе атомы других химических элементов.

А в металлическом натрии, как и в металлическом калии, никаким самым точным химическим анализом невозможно обнаружить атомов какого-либо другого сорта.

Калий и натрий — химические элементы. Одни из тех, сочетание которых с другими элементами создаёт окружающую нас природу. Они, как братья, во всем похожи друг на друга, и в природе их можно всегда найти рядом — в одних и тех же горных породах.

В каменном жилище

Возьми кусок простого серого гранита, вглядись в его пёстрый рисунок. Нетрудно заметить, что гранит неоднороден. Он состоит из трёх минералов. Среди тёмных пластинок слюды и полупрозрачных кристалликов кварца поблескивают белые, желтоватые, серые или розовые точки. Это — полевой шпат.

Сочетание трёх минералов — полевого шпата, слюды и кварца — придаёт граниту не только красоту. Само слово «гранит» связывается в нашем представлении с чем-либо особенно крепким, устойчивым.

Пойдём за город, к обрывистому берегу реки, туда, где выступают обнажённые гранитные скалы. Здесь мы увидим картину разрушения твёрдого гранита.

Народная пословица гласит: «вода камень точит». К этому надо прибавить, что солнце и воздух старательно помогают воде.

На Урале, да и в других местах Советского Союза, встречаются причудливые формы камней. Эти камни жгло летним зноем, охлаждало морозом, размывало быстрой водой горных речек, обдувало резкими ветрами. И силы природы нарушили целость гранита. Потускнели листочки слюды, выпали кристаллики кварца, измельчились, превратились в песок.

Но больше всего нас интересует судьба серых, жёлтых и розовых полевых шпатов. В них, в этих цветных минералах, дремлют два брата — калий и натрий.

От действия воды, солнца и ветра полевой шпат рассыпается в порошок. И тут у калия и натрия начинается новая жизнь. Выброшенные природными силами из каменного жилища, они отправляются путешествовать каждый своей дорогой.

Начало путешествия

За кем же из них отправимся мы? Натрий более знаком нам. Пойдём за ним. Вот бежит горный ручеёк. Он торопливо несётся с горы, увлекая за собой мелкие песчинки, глинистый ил. Исследуем его воду и мы найдём здесь много натрия.

Но, конечно, не надо думать, что в воде ручейка плавают кусочки серебристого металла натрия! Ведь мы уже знаем, что в природе — на открытом воздухе или в воде — натрий не может оставаться неизменённым.

В природе он как бы постоянно скрывается под шапкой-невидимкой.

В воде ручья мы найдём натрий в виде различных солей. Одна из них тебе хорошо знакома. Она постоянно перед тобой на обеденном столе, называют её поваренной. Но в ручье есть ещё множество других солей! Может быть, тебе знакомы их названия: углекислые, сернокислые, фосфорнокислые?

Тот же, кто впервые слышит, что вода в ручье содержит соли, может удивиться, почему она не кажется солёной, когда её пьёшь? И колодезная вода тоже не имеет соленого вкуса. Наоборот, пить её очень приятно. Причём в каждом ручье или колодце вода имеет свой особый вкус, цвет и запах.

Вот это-то как раз и зависит от солей, которые в них находятся. Самая безвкусная вода — дождевая. В ней нет никаких солей.

Разумеется, соли в ручейке не лежат, как в солонке, они растворены в воде и вместе с ней мчатся всё дальше и дальше, вливаясь в большую реку. И на всём пути воды мы найдём в ней много солей, содержащих натрий.

Но вот большая река добралась до моря. Всё, что несла она с собой: песчинки, ил, растворённые соли, — вливается в море.

Каждый знает, что морская вода, в отличие от речной, солёная. Этот вкус придаёт ей поваренная соль. В морской воде её очень много.

В каждом литре черноморской воды её пятнадцать граммов. В океанской воде больше — тридцать граммов на литр. А общее количество соли в морях и океанах выражается цифрой, которую и представить себе трудно. Это десятки тысяч биллионов тонн.

Чтобы нагляднее представить, как много соли в морях и океанах, замечательный советский геохимик Александр Евгеньевич Ферсман подсчитал, что солью этой можно было бы покрыть всю территорию Европейской части СССР слоем в пять километров.

Невольно возникает вопрос, как могло в море накопиться столько соли?

Учёные полагают, что вода в море стала солёной ещё в те далёкие времена, когда моря и океаны только создавались на нашей молодой планете.

Самые различные химические элементы свободно носились в атмосфере Земли. Водяные пары сгущались и выпадали на Землю горячими ливнями. В своём движении дождевая вода захватывала из атмосферы много различных газов, в том числе хлор.

В горячих потоках дождя происходили всевозможные «химические встречи». И уже тогда могли образоваться соли. Вместе с водой они наполняли первые земные водоёмы, первые моря и океаны. С течением миллионов лет моря становились всё солонее и солонее, потому что реки приносили сюда соли, вымытые из горных пород. И среди всех этих солей самое значительное место занимает соль, состоящая из натрия и хлора, которую мы называем поваренной.

Рассказы каменной книги

Поваренная соль — один из продуктов, имеющихся в природе в готовом состоянии. И запасы её огромны. Море — главный источник соли, но немало её и в солёных озёрах. Одно только озеро Баскунчак, расположенное в Астраханской области, содержит почти миллиард тонн чистейшей соли.

Издали кажется, что озеро покрыто снегом. Это — соль. Она лежит здесь, как в большой чаше. Сверх неё местами проступает густой рассол. Но он не мешает проехать по озеру на лошади. Берега озера изрезаны оврагами, а по ним текут соляные ручьи, питающие озеро. Они-то и приносят соль, вымытую из глубины земли.

А разве в глубине земли имеется соль? Да. И таких мест на земном шаре известно немало. Например, неподалёку от города Кракова расположены старинные соляные копи. На восемьсот километров в длину тянутся под землёй скопления белой чистой соли. Её добывают здесь издавна. В её толще пробиты коридоры, ведущие в подземные залы, столовые и даже в устроенные под землёй церкви.

Известны также соляные горы в Испании.

Много соли в землях нашей страны. Прославились Илецкие копи под Чкаловом, Брянцевские на Украине; от верховьев Камы до уральских предгорий захоронены большие залежи соли. А в Средней Азии есть гора Ходжа-Мумыя. Она имеет вид огромного купола и возвышается в районе дороги от Сталинабада на Кочуляб. Ходжа-Мумыя покрыта мелким кустарником. Но в её обрывах видны стены сплошной каменной соли. А по склонам текут соляные источники. В одной этой горе десятки миллионов тонн соли.

Откуда же в земле оказалась соль? Об этом известно людям, которые изучили далёкое прошлое Земли.

Они знают, что не всегда наша планета была такой, какую мы видим сейчас. В прошлые далёкие времена на ней жили животные и растения, не похожие на современных. Кости и отпечатки этих живых существ кое-где сохранились. Случается, что горняки, землекопы или строители, роясь в земле, расположенной далеко от моря, находят остатки морских животных. Окаменевшие раковины и отпечатки морских рыб собирали, например, под Москвой, под Воронежем, на берегах Волги; раковины морских моллюсков — в тундре.

Все это позволяет учёным сделать интересные выводы.

Оказывается, миллионы лет назад на том месте, где теперь расположены большие города, где растут хлеба и цветут сады, плескались солёные моря.

Куда же они девались?

Об этом тоже рассказывают каменные страницы Земли. Разбирая в ней строку за строкой, учёные узнали, что на Земле менялся и климат. Об этом свидетельствуют следы тропических растений под вечными льдами Севера.

Видимо, в периоды жаркого климата вода из древних морей сильно испарялась. Моря мелели, превращаясь во множество мелководных бассейнов, которые тоже постепенно мелели, а соль, растворённая в воде, оставалась на дне бассейнов.

За долгую историю существования Земли море и суша не раз менялись местами. Возвращаясь в свои прежние бассейны, морская вода вновь испарялась и оставляла новые слои соли. Позднее их прикрыли глина, песок и различные другие, нанесённые реками осадки. Ещё позднее, под давлением верхних слоёв соль уплотнилась. Теперь мы находим её в виде подземных голубоватых камней. Эту ископаемую соль называли каменной.

Велики запасы каменной соли, оставленной древними морями. Несметны количества соли в современных морях, океанах и солёных озёрах.

И всё же есть места на земном шаре, где люди едят несолёную пищу, считают соль дорогим лакомством.

Ломоносов писал, что в его время за четыре-пять плиток соли в Абиссинии можно было купить раба. Путешественники по Центральной Африке рассказывают, что многие племена отдавали за чашку соли чашку золота. Лишены соли обитатели островов Тихого океана. Они обмакивают пищу в морскую воду, которую держат в специальных сосудах.

Соль — вещество, не изменяющееся даже в огне. Она не поддаётся порче, а, наоборот, предохраняет от порчи другие пищевые вещества. Наверное, поэтому у всех народов она издревле считается символом постоянства.

В нашей стране сохранился старинный обычай в особо торжественных случаях встречать гостей «хлебом-солью».

А на тихоокеанских островах малокультурные, угнетённые жители, которые верят в существование «злых духов», считают, что отогнать их можно фразой: «Я ем соль!»

Сколько соли надо человеку

А думал ли ты когда-нибудь о том, сколько соли за свою жизнь съедает человек?

Есть такая поговорка: «Чтобы хорошо узнать человека, надо съесть с ним вместе пуд соли». За сколько же времени вдвоём можно съесть пуд соли? На первый взгляд пуд (шестнадцать килограммов) кажется большой величиной. А между тем двум человекам пуда соли хватает всего лишь на год с небольшим. Для нормального питания человеку требуется не менее семи килограммов в год.

Наши предки издавна употребляли соль в пищу.

Трудно сказать достоверно, где и как впервые познакомились люди с солью. Возможно, что помог случай. Может быть, инстинктивно ощущая в ней потребность, первые люди лакомились попадавшимися кусочками каменной соли, а позднее начали сознательно искать и добывать её.

Чем культурнее становились народы, тем больше добывалось и расходовалось соли. В питании поваренную соль ничем невозможно заменить. И хотя природа богата самыми различными солями, но ни одна из них не может употребляться в пищу вместо поваренной. А в наше время её добывают не только для питания. Несмотря на такое «кухонное» название, поваренная соль используется в различных производствах. Их можно насчитать до полутора тысяч.

Соль нужна и в мыловаренном деле, и в производстве красок, и в текстильной промышленности, и в изготовлении кожаных вещей, в металлургии, в производстве пластмассы…

Добыча соли — один из старинных промыслов. В нашей стране, богатой морями и солёными озёрами, семьсот лет тому назад жители берегов Белого моря уже получали много соли, выпаривая морскую воду. Соль увозили в Москву и Новгород, употребляли для засолки рыбы, сала, тюленьих шкур.

Пользовались поморы и способом вымораживания соли. Во время очень сильных холодов ледяная гладь замёрзшего моря покрывается нежными, полупрозрачными ледяными цветами. Странное и незабываемое впечатление производят эти цветы! Они ломаются под ногами, звенят стеклянным звоном и превращаются в солёную пыль.

Ледяные цветы — это кристаллы соли, выделившиеся из морской воды.

Если на Севере холод является союзником человека в добыче соли, вымораживая её, то на юге людям помогает солнце. На южных побережьях для добычи соли не расходуют топливо. Вода выпаривается в мелких бассейнах, устроенных на берегу. Сюда весной напускают морскую воду. За лето под горячими лучами солнца она испаряется, а на дне бассейнов, остаётся чистая белая соль.

Таков путь натрия от гранита, где он находился как составная часть полевого шпата, до поваренной соли, добываемой людьми для различных своих нужд.

Путь калия

Мы увлеклись путешествиями натрия и совсем забыли, что рядом с ним жил его брат — калий. Что же произошло с калием после разрушения полевого шпата?

Учёные установили, что пока оба элемента спокойно лежали в твёрдой горной породе, количества их были почти одинаковы. Натрия немного больше двух с половиной процентов, калия немного меньше.

Но вот полевой шпат разрушился. Горные ручейки понесли к рекам мелкие песчинки, ил и растворённые соли, где, как мы уже знаем, много натрия. А калий? Имеется ли он в реках? Да, но его в три раза меньше, чем натрия.

Куда же девался калий? Может быть, он какими-либо другими путями добрался до моря? Исследуем морскую воду.

В море калий имеется. Он так же, как и натрий, соединяясь с хлором, образует соль, которая называется хлористым калием. Но хлористого калия в морской воде в тридцать раз меньше, чем хлористого натра.

Куда же исчез калий? Кто похитил его?

Тайну эту разгадал один русский учёный-почвовед. Звали его Константин Каэтонович Гедройц.

Константин Каэтонович Гедройц был одним из тех учёных, которые стремятся использовать науку для нужд практической жизни. Он изучал составы различных почв.

«В чём тайна плодородия? — думал он. — Какие химические элементы должны находиться в почве, чтобы растение хорошо росло и давало хороший урожай?»

В поисках ответов на этот вопрос Константин Каэтонович выяснил, что похитителем калия является не что иное, как почва.

Из вод, протекающих по ней, она забирает большое количество калия.

Почему же это происходит? На этот вопрос теперь ответят не только почвовед и агроном. Любой школьник знает, что без калия почва теряет своё плодородие.

Вместе с другими питательными веществами соли калия проникают через корень в растение и поднимаются к верхушке стебля, в молодые листья, в почки.

Молодое растение особенно нуждается в калии. Его можно было бы назвать элементом юности растения, так необходим он для его роста и развития.

Но калий нужен любому живому существу. И, конечно, человеку тоже. В нашем организме калий и натрий — братья, которые когда-то расстались, — встречаются вновь. Они оба участвуют в работе нашего тела. Калий находится, главным образом, в самих тканях: в селезёнке, в печени, в почках, в сердце. А натрий — в крови, в желудочном соке.

И ещё одно различие есть между ними. Оба они нужны для работы сердца, но роль их прямо противоположна. Калий возбуждает сердечную, деятельность, а натрий успокаивает.

Так, попав в живой организм, элементы, похожие между собой, как родные братья, ведут себя неодинаково.

Мне хотелось бы, дорогой читатель, чтобы, дочитав до этой страницы, ты задумался над тем, как связаны между собой различные явления природы.

Вспомни: вода, воздух, солнце разрушают гранитную породу, размывают содержащийся в граните минерал — полевой шпат. Какое, казалось бы, отношение имеет это к работе человеческого сердца? Оказывается, имеет!

Путешествия калия и натрия, входивших в состав полевого шпата, могут длиться веками или даже миллионами лет.

Но вот на их пути встал человек. Он стал добывать каменную соль из глубины земли, выпаривать морскую воду, чтоб извлечь из неё соль. И те самые атомы натрия, которые находились в полевом шпате, а потом передвигались в шапке-невидимке по ручьям и рекам, вошли в состав человеческой крови.

Может быть, ещё много веков блуждали бы эти атомы по морям или лежали бы в соляном пласте древнего озера, если бы их не добыл и не использовал человек.

Ещё более сложен путь калия. Он не идёт прямо к морю, а рассевается в почве, благодаря чему она способна родить растения. Человек получает калий, съедая хлеб, картофель или плоды. Учёные вычислили, что ежегодно из почвы вместе с урожаем уносятся десятки миллионов тонн калия. Почва, теряя калий, становится менее плодородной.

И тут-то человек активно вмешивается в судьбу калия. Он не может допустить, чтобы плодородие земли снижалось. Наоборот, он должен сделать её плодороднее, чтобы получать богатые урожаи. Для этого нужен калий.

Где же добыть драгоценный химический элемент?

Этот вопрос до сих пор волнует многие страны. И учёные немало труда кладут на изучение земных недр в надежде найти в ней залежи калиевых солей.

Рядом с каменной солью иногда находили хлористый калий, тоже в виде окаменевших слоёв, но количества его были незначительны. Лишь кое-где были обнаружены большие скопления ценной калиевой соли. Долгие годы Германия считалась страной наиболее счастливой в этом отношении.

Лишь сравнительно недавно — лет тридцать тому назад — стало известно, что богата калием и русская земля.

История его открытия связана с именем старинного русского города Соликамска.

В царстве цветных солей

Само название — Соликамск — говорит о том, что город этот расположен на Каме и славится добычей соли.

Великолепны камские берега. Спокойная река величаво плывёт между ними, отражая в себе высокие густые леса, крутые скалы и светлое северное небо.

Недалеко от пристани расположен старый Соликамск. С горки на горку бегут его неширокие улички с крепкими старинными домами, и церквами, которые здесь охраняются как художественные памятники древнего русского зодчества.

В нескольких километрах от старого города выросли новые посёлки, заводы, шахты. Здесь-то и сосредоточена главная деловая жизнь Соликамска.

Отсюда можно спуститься в подземное соляное царство. Для этого надо пройти на рудник, войти в кабину подземного лифта. Кабину эту горняки называют клетью. Захлопнется дверь, зазвенит звонок, и клеть стремительно понесётся вниз. Не пройдёт и двух минут, как клеть остановится. Пора выходить! Мы спустились под землю на глубину двухсот пятидесяти метров.

И вот мы на улицах подземного города. Стены тоннеля, вдоль которого мы идём, блестят в свете электрических ламп. Так и тянет потрогать рукой прихотливые пёстрые узоры на стенах. Они словно вытканы сказочным мастером. Синие звёзды, оранжевые полосы, сургучно-красные змейки, бархатисто-лиловые и молочно-белые пятна переплетаются в неповторимых сочетаниях.

Центральная подземная улица широка и просторна. По ней проложены рельсы, которые на десятки километров уходят в боковые улички, такие же светлые и нарядные. Улички ведут в громадные залы с высокими сводчатыми потолками и блистающими стенами. Зайдя в такой зал, невольно испытываешь чувство робости. Вспоминаются сказки о подземных окаменевших великанах — хозяевах земных недр…

И вскоре я действительно увидела его хозяев. Но они совсем не были похожи на воображаемых мною великанов! Напротив, это были веселые молодые пареньки в шахтерских шапках и брезентовых куртках. Одни из них бурили отверстия в блестящих стенах, другие управляли электровозами, которые то и дело появлялись и уезжали дальше по бесконечным стальным рельсам. Третьи работали у вагонеток, куда ссыпались глыбы вывороченных цветных камней.

Пареньки шутили между собой, дружелюбно улыбались на моё приветствие. А когда я, смеясь, поделилась своими фантастическими размышлениями, один из них сказал:

— А ведь здесь даже балы устраивали. Только не какие-то там великаны, а сами шахтёры… Было это в тридцатых годах, я тогда ещё в школе учился. Вот в таком же зале, как этот, настелили пол деревянный… здесь танцевали, а в другом буфет устроили. Музыка во всю гремит! Огня — море! И всё это под землёй. Праздновали Октябрь.

На реке Усолке

В далёком прошлом на месте города Соликамска, как во многих местах нашей Родины, было огромное солёное море. Высыхая и отступая, оно оставляло слои каменной соли.

Подземные ручейки размывали каменные соляные пласты и текли под землёй в виде соляных рек. Кое-где воды подземных рек выбивались на поверхность, образуя соляные родники. К этим родникам приходили лоси полакомиться солью. О соляных источниках узнали местные жители — манси, охотники и рыболовы.

И постепенно слава о них докатилась до Новгорода. А там нашлись предприимчивые люди — братья Калинниковы. Они приехали из Новгорода в незнакомый край в пятнадцатом веке. В Соликамске сохранилась память об этих первых солеварах.

Расположившись на безлюдном берегу речки Боровицы — одного из притоков Камы, — братья Калинниковы начали выкачивать соляной раствор из земли, выпаривали его и полученную соль сплавляли в Новгород.

Недолго поработали они на Боровице. Обследуя берега других камских притоков, братья Калинниковы нашли речку Усолку и вскоре перебрались туда. Рассолы на берегу Усолки показались им более богатыми солью. Здесь Калинниковы пробурили в земле скважины и построили деревянные трубы, по которым соляной раствор поступал из-под земли.

Трубы эти и чаны для выпаривания рассола установили в высоких деревянных постройках, похожих на сторожевые башни средневековых крепостей. Эти постройки назывались варницами.

Так на берегу Усолки возникли первые строения села Соль Камская.

А в шестнадцатом веке на Каму пришли знаменитые купцы Строгановы. Московский царь Иван Грозный подарил им пустынные камские берега от устья Лысьвы до устья реки Чусовой. И Строгановы принялись хозяйничать на камских берегах, сеять хлеб, разводить скот, заниматься рыбной ловлей. Но больше всего богатели Строгановы от добычи соли.

Они построили несколько новых варниц, в дополнение к старым, сохранившимся ещё от братьев Калинниковых. Соль отправляли в Москву и в Казань, в Нижний Новгород, в Калугу, в Коломну и даже за границу: в Пруссию и Швецию.

Год от году увеличивались добыча соли и количество варниц. Село Соль Камская выросло в город Соликамск.

Вначале город строился из дерева, его часто постигали пожары, разоряли и набеги местных жителей, которых притесняли и угнетали богатевшие солепромышленники. Но ничто не мешало развитию солеварения.

У Соликамска появился даже свой герб, на котором была изображена соляная варница, указывающая на то, что главное занятие жителей этого города — солеварение.

Герб Соликамска.

Вслед за Строгановыми в Соликамск потянулись и другие купцы, соблазнённые слухами о сказочных прибылях от добычи соли.

В течение нескольких веков одно поколение купцов-солепромышленников сменялось другим, а подземные соляные рассолы оставались неистощимыми. Они так же, как двести и триста лет тому назад, текли по деревянным трубам из скважин к варницам.

Соликамск отстраивался красивыми каменными домами, храмами художественной архитектуры, в садах богатых купцов вырастали невиданные в том краю фруктовые деревья, а в духоте солеварен гибли сотни людей. Это были крепостные крестьяне, беглые арестанты и просто закрепощённые жители окрестных селений.

Они ютились в тесных лачугах на окраинах Соликамска и от зари до зари работали, добывая своим хозяевам сокровища древних морей.

Красный кристаллик

Больше всего солеваров интересовала белая кристаллическая соль, которую они получали, выпаривая рассолы.

Всё остальное, что, как им казалось, «засоряет» соль, выбрасывалось вон. Случалось, что из какой-нибудь скважины шла только «грязная» соль, имеющая красный цвет и горький вкус. Такую скважину приходилось оставлять и рыть новую.

Старожилы Соликамска рассказывают, что в начале этого века красная соль особенно часто поступала по деревянным трубам в варницы. И всякий раз это вызывало огорчение хозяев-солепромышленников.

Красный цвет соли был сигналом из Соликамских недр. Красный кристалл как бы рассказывал о том, что миллионы лет назад, когда здесь было море, одновременно с каменной солью образовались соли калия. У них другой цвет. Но не надо бояться этого цвета! Красные соли принесут пользу полям, сделают плодородной почву…

Но солепромышленники не обратили внимания на этот сигнал.

Калиевые удобрения покупали в Германии по очень дорогой цене.

Во время войны с Германией в 1914 году русские хлебопашцы особенно остро почувствовали необходимость в калиевых удобрениях. Ввоз из Германии прекратился. Надо было срочно принимать какие-то меры.

Правительство царской России не отпускало денег на разведку недр своей земли. И всё же разведка велась. Целая группа учёных-патриотов делала это за свой счёт. Среди них видное место занимал Николай Семёнович Курнаков.

Найти свой отечественный калий… Помочь русскому крестьянству в его труде… обеспечить его ценным удобрением…

Это было мечтой учёного.

Не раз приходилось ему бывать в Соликамске. Мысль о том, что здесь, по соседству с каменной солью, должна находиться соль калия, давно приходила Николаю Семёновичу в голову.

Приехав в Соликамск, Николай Семёнович обошёл заброшенные скважины. Старики-солевары удивлялись тому, что учёный больше всего расспрашивал их о всяких случаях неудач в работе.

Белая чистая соль не привлекала его внимания, а в «бросовой» он охотно рылся и однажды извлёк из неё блестящий красный кристаллик.

Николай Семёнович долго любовался его яркой окраской. Этот вестник глубин многое говорил учёному… В Германии на калиевых рудниках видел он точно такие же кристаллы. Это были карналиты и сильвиниты — минералы, содержащие калий.

Николай Семёнович увёз кристаллик с собой в Петербург. Вскоре он опубликовал результаты исследования. «В Соликамске имеются соли калия. Надо выяснить, каковы их запасы. Необходима срочная разведка…» — писал Николай Семёнович.

Но к его голосу никто не прислушался. Только после Октябрьской революции началось изучение Соликамских земных богатств. Результаты показали, что почвы всего земного шара можно «накормить» досыта Соликамским калием!

Это была замечательная победа над природой. И не только над природой, но и над некоторыми учёными, сомневающимися в успехе начатого дела. Эти учёные говорили, что в древних морях, так же как и в воде современных морей, солей калия мало. Откуда же могли бы они накопиться?

Там же, где скопления образовались, например, в Германии, были, очевидно, какие-то особые условия. Поэтому нет смысла искать их на территории России. Не стоит тратить средств. Выгоднее покупать калий в Германии.

Жизнь разбила сомнения учёных-маловеров. Древнее море оставило под Соликамском несметные богатства.

…На моём столе лежит пёстрый камень редкой красоты. Молочно-белые крупные кристаллы перемежаются в нём с кристаллами водянисто-голубыми, нежно-оранжевыми, красными. Четкие грани кристаллов блестят, как полированные, а когда на них падает свет, они искрятся, словно драгоценные рубины и горные хрустали.

Этот камень я получила в подарок от одного старого Соликамского шахтёра. Я храню его, как память о скромных тружениках шахт, которые подчинили себе подземные богатства древних морей.

Камень называется сильвинитом. Я смотрю на него и вспоминаю всё, что пришлось услышать и увидеть на родине советского калия.

— Почему кристаллы разного цвета? — спросила я в шахте.

И мне объяснили, что красный и оранжевый цвет зависят от примеси железа. Белый же цвет объясняют тем, что в этих кристаллах много пустоток, наполненных газами. Стоит поцарапать кристалл ногтем, как тотчас почувствуется запах этих газов.

Откуда же газы взялись в кристаллах? Среди многих других невыясненных вопросов науки стоит и этот.

Может быть, они попали в то далёкое время, когда хлористый калий осаждался на дно древнего моря. В море было много остатков различных живых существ. Разлагаясь, эти остатки выделяли газы, а хлористый калий захватывал их в своём движении и «заключал» в образовавшиеся кристаллы.

Сильвиниты, добываемые в Соликамске, бывают самой разной окраски. И пёстрые, как камень, лежащий на моём столе, и полосатые, и оранжевые.

Всё это многоцветное богатство поступает на фабрику, где отделяют хлористый калий от примесей и родственной ему соли — хлористого натра. Цветные камни дробят, просеивают, растворяют.

Длинный путь химической очистки заканчивается в сушильном отделении. Здесь в больших баках можно увидеть белый, как снег, порошок. Это и есть чистый хлористый калий, который так нужен для повышения плодородия. Его погрузят в вагоны и отправят в колхозы и совхозы Советского Союза. Рассыпанный по полям, он повысит плодородие почвы. На ней вырастут хлеба, овощи, ягодные кусты и плодовые деревья. И в каждом зёрнышке пшеницы, в каждой ягоде и картофелине поселятся атомы калия.

Придёт человек, снимет урожай, и вместе с пищей атомы калия войдут в его тело. А здесь, как мы уже говорили, у калия начнётся новый жизненный путь.

Рассказ о главных путешествиях и превращениях калия и натрия закончен.

Мы видели, что во многом они очень схожи, хорошо уживаются с хлором, образуя соли, имеющие такое большое значение в жизни человека. И теперь нам предстоит познакомиться с хлором, имя которого часто называлось в этом рассказе.