Размышления о логике двух Д

Размышления о логике двух "Д". Размышления об эволюции Вселенной.
Часть 1

Размышления о «логике двух «Д»».

Я абсолютно уверен в том, что профессиональная состоятельность того или иного человеческого индивидуума определяется алгебраическим произведением следующих трёх сомножителей: во-первых, природных способностей; во-вторых, правильно выбранной точкой приложения этих способностей и самого примитивного везения – в-третьих. Можно много рассуждать о степени значимости указанных факторов или о недостаточной полноте этого списка, однако вряд ли кто всерьёз захочет спорить с тем, что нулевое значение хотя бы одного из этих трёх компонентов автоматически обращает в ноль и всё произведение в-целом. Какими бы громадными ни являлись остальные сомножители и сколько бы их по факту ни оказалось. Про первый фактор – природных способностей – мне сказать нечего, разве что привести давно набившую оскомину фразу о том, что каждый человек доволен своим умом, но, увы, отнюдь не каждый полностью удовлетворён своим социальным статусом. И совсем уж не мне рассуждать о факторе везения, хотя и не исключено, что к нему ещё придётся вернуться в заключительном сегменте моего повествования. Таким образом, практически весь дальнейший текст будет посвящён фактору №2 – фактору правильного приложения своего творческого или иного потенциала. То есть правильному выбору исходной задачи.

Конечно, условного наклонения история не знает, однако и фантазию пока отменить невозможно, следовательно, вопросы о том, «что было бы, если бы …?» всё равно будут задаваться. В самом деле, что было бы, если бы Менделеев занимался бы только и исключительно изготовлением чемоданов, а Эйнштейн избрал бы для себя стезю профессионального музыканта? Хочется верить, что в любом случае они не затерялись бы в общей массе своих коллег по профессии, но периодический закон, равно как и теорию относительности открыли бы совсем другие.

Рассмотренные в дальнейшем идеи предельно примитивны и просты, до них мог бы самостоятельно додуматься каждый человек в возрасте более 14 лет, и они не выходят за пределы «логики Джона и Джима» («если у Джона два яблока, а у Джима три …»; никак не выше). Подобные идеи один мой друг в своё время охарактеризовал так: «Твои идеи – сказал он как-то раз - , это идеи твои. Но только до тех пор, пока они у тебя в голове. Как только о них становится известным кому-нибудь ещё, они становятся не совсем твоими, а если честно, то совсем уже и не твоими». Что же поделать, другие в голову почему-то не лезут. Тем не менее, на момент написания этих строк я не располагаю сведениями о том, что кто-нибудь кроме меня до этих идей додумался. Хотя совсем не исключаю и того, что соответствующая поисковая работа (осознанно ли, подсознательно ли – кто знает?) проведена мною с максимальной степенью небрежности. Как и того, что додумываться здесь просто не до чего.

Один из выдающихся мудрецов 20-го века, ныне давно и крепко забытый (его звали Герш Альтшуллер, писал он под псевдонимом «Г. Альтов»; известный писатель – сатирик Семён Альтов – это уже следующее поколение) в одном из своих рассказов поведал о том, что человечество 300 лет держало в руках две линзы – двояковыпуклую и двояковогнутую. И за эти 300 лет никто (!!!) не догадался взять двояковыпуклую линзу и тупо посмотреть в неё сквозь линзу двояковогнутую. Поэтому телескоп и оказался созданным лет на 300 позднее, чем вполне мог бы быть созданным. Г. Альтов, разумеется, задался вопросом – а что было бы, если бы этих трёхсот лет не было бы, а как научились шлифовать линзы, так сразу же и посмотрели бы. И дал более чем очевидный ответ: Ньютону не пришлось бы открывать закон всемирного тяготения, этот закон был бы открыт за 300 лет до него. А самому Ньютону пришлось бы вкупе с Гуком (или в конкуренции с ним) заняться проблемами вывода на орбиту искусственных спутников Земли. То есть тем, чем через 300 лет занимался Королёв. Какие же задачи пришлось бы решать самому Сергею Павловичу, я даже представить себе не могу. Что, впрочем, совсем не удивительно.

Г. Альтов, конечно же, не упустил возможности задать и следующий вопрос – «а почему это произошло?». И ответил на него так: «гипноз очевидности». В самом деле, если каждая из этих линз в отдельности искажает изображение, какого рожна возиться с обеими? Другим сдерживающим фактором в схожих ситуациях может оказаться простое нежелание «заглянуть за забор к соседу». И в этом нежелании есть какая-то своя логика: если я на своём участке выращиваю, скажем, морковь, чему меня может научить сосед, который специализируется на ремонте пылесосов? Да и времени на учёбу у соседа нет – всё уходит на морковь любимую. Смею думать, что при всей рациональности такой точки зрения, работает она всё-таки не во всех 100% случаев, и иногда всё-таки не грех сначала разглядеть, а затем и позаимствовать для своих собственных целей кое-что полезное и у соседей. Тем более, если они не возражают. Проблема здесь в том, чтобы из великого множества соседей выбрать одного (или нескольких одновременно) у которых есть что позаимствовать, особенно этого не откладывая.

Изложенные ниже идеи (нет, отнюдь не по своей значимости, а по лёгкости обнаружения) в чём-то схожи с «двояковыпуклой и двояковогнутой» – где-то затронут «гипноз очевидности», что-то «заимствовано у соседей». Не сомневаюсь, что в подавляющем своём большинстве эти идеи являются братьями - близнецами идей Василия Семи–Булатова из первого опубликованного рассказа Чехова. А пределом моих мечтаний является то, что может быть …, кто-нибудь …, когда-нибудь…, где-нибудь … и обнаружит в них один – единственный зародыш, из которого уже собственным умом и талантом раздует искорку (а затем – как знать? – и пламя) своих собственных серьёзных исследований. И всё-таки отыщет на финише одну – единственную малюсенькую, ничтожненькую и такую желанную для каждого исследователя крупицу истинного знания.

Итак, идея №1. Для начала я просто попросил своих лабораторных девочек замерить значение рН обыкновенной водопроводной воды. Оно оказалось лежащим в пределах 7,5 – 7,7, что является типичным для региона моего нынешнего проживания. А дальше я попросил их налить ту же самую воду из того же самого крана в электрический чайник и довести её до кипения. (Пока явно творчество свихнувшегося руководителя детского сада). После охлаждения вскипячённой воды до комнатной температуры и её фильтрации я попросил замерить рН этого охлаждённого кипятка. Предварительный прогноз был таким: с одной стороны, из системы в виде накипи ушло какое-то количество перешедших в нерастворимые формы соединений магния и кальция, то есть элементов, которые, как известно, отвечают за щёлочность природных вод. Следовательно, щёлочность данной системы должна, вроде бы, уменьшиться (значит, должна возрасти кислотность – это я так понял). Памятуя о ничтожных концентрациях всех химических элементов кроме кислорода и водорода в природных питьевых водах, сколько-нибудь заметного снижения рН я не ожидал, а если и ожидал, то на самом пределе обнаружения. С другой стороны, я, разумеется, знал и о том, что города Тирасполь и Бендеры пользуются артезианской системой водозабора, следовательно, используемая там для питьевых целей вода после прохождения ею соответствующих слоёв соответствующих осадочных пород, по сути, впервые контактирует с атмосферным воздухом. В атмосферном же воздухе содержится некоторое количество углекислого газа, который гораздо лучше других атмосферных газов растворяется в воде. Химизм этого растворения достаточно сложен, и в его тонкости я особенно не вникал. Однако уразумел, что одним из промежуточных продуктов в этом случае является угольная кислота. Да, она слабая, да, нестойкая, да, её до неприличия мало, однако это кислота. Итак, наиболее вероятным мне представлялось крайне незначительное снижение рН. И если бы так и случилось, этих строк просто не было бы. Однако в реальности рН охлаждённого кипятка более чем на единицу превысил его значение для исходной водопроводной воды (до кипячения было 7,5 – 7,7; после – 8,7 – 8,9). А если учесть, что шкала рН является логарифмической, т.е. изменению этого показателя на единицу соответствует изменение кислотности (щёлочности) в 10 раз, моё недоумение представляется вполне понятным и объяснимым. Казалось бы – налил, замерил, вскипятил, охладил, отфильтровал, опять замерил – есть ли на этом свете что-либо более простое? Разве что «вариант двух «Д» - Джона и Джима, двояковыпуклой и двояковогнутой». И наконец, по совету одной из своих коллег, я оставил на сутки этот охлаждённый кипяток в колбе, прикрытой фильтровальной бумагой, после чего в последний раз замерил рН. Он почему-то оказался равным 8,2. Итоговая цепочка замеров рН, таким образом, выглядит так: 7,5 (исходная водопроводная вода) ; 8,7 (вскипячённая водопроводная вода после её охлаждения до комнатной температуры и фильтрации) ; 8,2 (охлажденный кипяток после суточного отстаивания). Позволю себе напомнить, что я имел дело с артезианской системой водозабора, водопроводная вода из открытых водоёмов может дать и иную, совершенно непредсказуемую картину. А может, и точно такую же. И может быть …, кто-нибудь …, когда-нибудь …, где-нибудь … этим казусом заинтересуется, проверит и перепроверит, разберётся и в конечном итоге увидит больше, чем сейчас вижу я. А что? Мечтать, как известно, можно и бесплатно.

Идея №2 также связана с природной водой, вот только не совсем с той, что попадает в систему питьевого водоснабжения, а с водой из Ягорлыкской заводи. Этот водоём является слабопроточным, то есть фактором природных турбулентностей водной среды, в первом, самом грубом приближении можно и пренебречь. В том же самом грубом приближении, наверное, можно пренебречь и факторами, связанными с процессами загнивания воды, столь характерными для водоёмов с нулевой её подвижностью. Таким образом, Ягорлыкская заводь (наряду со многими ей подобными водоёмами) занимает почти идеальное промежуточное положение между горной рекой и болотом. В течение 2018 года 5 раз в ряде её контрольных точек были проведены отборы проб для гидрохимических анализов с поверхности и у дна. Точки отборов проб большей частью совпадали, хотя имели место некоторые незначительные отклонения. Так образовались 50 точек (5 раз в 10 точках) отборов поверхностных и донных (глубинных) проб, взятых в 5 разных календарных дней. И скорее всего при одинаково – незначительной подвижности поверхностных слоёв воды. В штилевую или близкую к штилю погоду то есть. Мои коллеги эти анализы провели, обработали и включили в соответствующие отчёты, вызвавшие вполне обоснованный и прогнозируемый щенячий восторг госкомиссии.

Я же начал свою собственную работу над этими результатами с того, что в каждой из этих 50 точек просто зафиксировал количество случаев превышений значений поверхностных гидрохимических показателей над соответствующими значениями показателей донных. И обозначил количество таких превышений знаком «+».А количество превышений значений донных показателей над соответствующими значениями поверхностных – знаком «-«.В тех же случаях, когда эти значения совпадали (бывало и такое), считал такие совпадения сглаживающим фактором. В результате получилось следующее:

рН   +45 – 5;

хлорид – ион  +25 – 25;

бикарбонат – ион   +24 – 26;

сухой остаток   +22 – 28;

ион кальция   +28 – 22;

ион магния   +18 – 32.

На начальной (очень быстро ставшей заодно и заключительной) стадии работы с этими результатами меня не интересовали ни абсолютные значения этих показателей, ни их разности (как для разных точек, так и для одной точки на поверхности и у дна), ни глубины отборов донных проб. Я решил начать с самого простого – с рассмотрения шести случаев пятидесятикратных подбрасываний монетки. Профессиональным математиком я не являюсь, но точки зрения «логики двух «Д» (Джона и Джима, двояковыпуклой и двояковогнутой)» ситуация с хлорид – и бикарбонат – ионами практически идеально вписывается в наиболее характерную картину для уже упомянутых пятидесятикратных подбрасываний монетки. Для сухого остатка и иона кальция я не был бы столь категоричным, ион магния располагается явно за гранью вероятного и маловероятного, и совсем уж неправдоподобной представляется картина водородных показателей на поверхности и у дна. Оставим до лучших времён ситуацию с ионами и с сухим остатком, тем более что выдать гипотезу, более или менее внятно объясняющую такое поведение положительно (а может, и не только положительно) заряженных ионов (в-частности, магния) в слабопроточных водоёмах совсем не трудно. Несколько сложнее определить степень её соответствия истине. А с рН данная ситуация представляется запредельно примитивной. Имеются по сути 6 различных монеток, каждая из которых по 50 раз подбрасывается в воздух. Пятидесятикратное подбрасывание одной из этих монеток даёт результат (45 «орлов» и 5 «решек»), который иначе как жульническим назвать довольно трудно. Кроме того, та же самая монетка в другой азартной игре (т.е. в случае с идеей №1) также даёт результат, отчасти схожий с жульничеством. Подлинность и доброкачественность самой монетки никаких сомнений не вызывают. Следовательно, для установления (разоблачения) элементов этого жульничества необходимо более пристально приглядеться к условиям проведения указанных азартных игр, то есть к постоянно действующим локальным факторам воздействия на рассматриваемые водные системы. Два таких условия (контакты с атмосферным углекислым газом и фактор испарения) характерны для обеих этих систем и в какой-то степени уже обозначены. Кроме того, имеются и другие факторы (уход из системы части ионов щелочноземельных элементов в первом случае и наличие придонного ила со слабощелочной реакцией во втором), которые по «логике двух «Д» должны снижать влияние этого жульничества, однако почему-то не снижают или снижают не очень существенно. Любопытно, характерно ли что-либо подобное для других слабопроточных водоёмов? А для верхних и донных слоёв профундалей? И может быть …, кто-нибудь …, когда-нибудь …, где-нибудь обнаружит в вышеприведённых строках не только чеховское «Письмо к учёному соседу», но проверит и перепроверит изложенную здесь информацию, увидит больше того, что сейчас вижу я, и всё-таки превратит то, что я здесь назвал жульничеством, в некий технический приём с какими-то элементами новизны. То есть обнаружит малюсенькую крупицу истинного знания, а не только огромного дохлого верблюда имени моего невежества.

Идея №3 также связана с водами. Только не во всех случаях с водами природными. Мне удалось научиться извлекать некие пластинчатые кристаллы ромбической формы со скошенными гранями и совершенно прозрачные практически из всех вод, до которых сумел добраться. Делал я это так. 50мл исследуемой воды перемешивал с 50мл 20% раствора кальцинированной соды при комнатной температуре и оставлял на сутки. Затем отфильтровывал и отбрасывал осадок. К фильтрату добавлял разведённую соляную кислоту (1 объем концентрированной кислоты + 3 объёма дистиллята) до кислой реакции. После этого к данной смеси прибавлял ещё некоторое количество разведённой соляной кислоты с таким расчётом, чтобы общее избыточное содержание хлористого водорода в этой системе оказалось на уровне несколько меньшем 0,3 нормального (по одной из первых таблиц 4 тома «Справочника химика», посвящённой правильному разбавлению кислот), затем кипятил полученную смесь. В умных книгах написано: «кипятить до прекращения выделения пузырьков углекислого газа». Из-за своей природной лени обратным холодильником я в этом случае не пользовался, отличать пузырьки углекислоты от пузырьков, образующихся при кипячении обычной воды, так и не научился, поэтому кипятил эту систему несколько минут, считая (о, святая наивность!), что и такого времени вполне хватит для полного перехода карбоната натрия в его хлорид. Последним шагом было перемешивание вновь образовавшейся жидкой системы с равным объёмом концентрированной щавелевой кислоты. Осадок в виде описанных выше кристаллов (когда почти сразу, когда через сутки, когда через несколько суток - чем больше образовывалось кристаллов, тем быстрее шёл процесс) имел место практически всегда. Редкие исключения, конечно, бывали, но о них несколько позже. Далее, наверно, можно говорить о какой-то доле везения, поскольку мне всё-таки удалось организовать проведение элементного анализа для кристаллов, полученных из воды бендерского водопровода. Однако это везение довольно быстро обнулилось, поскольку единственными обнаруженными в этих кристаллах элементами оказались (не считая водорода) кислород, углерод и натрий, причём в соотношениях, весьма близких к обыкновенному оксалату натрия. Кроме того, я нашёл фотографии кристаллов оксалата натрия и сравнил их с кристаллами, полученными мной, в надежде найти хотя бы три отличия, и, как следовало ожидать, не нашёл ни единого. Более того, обнаружил и реакцию синтеза оксалата натрия из кальцинированной соды и щавелевой кислоты. Казалось бы, всё ясно – очередной тупик, очередной увесистый подзатыльник судьбы, очередное убедительное подтверждение собственной никчемности. Однако некоторые вопросы всё же возникли. Например, такой: растворимость «моих» кристаллов в холодной воде оказалась несколько ниже, чем у классического оксалата натрия, а в чуть-чуть подогретой – значительно выше растворимости этого вещества в горячей воде. Что бы это значило? Или другой: «мои» кристаллы при нахождении в эксикаторе с нулевой влажностью или в камере с откачанным воздухом или просто при небольшом повышении температуры довольно быстро мутнели, а затем переходили в порошкообразное состояние. А оксалат натрия все известные мне первоисточники относят к категории «стабильный». По-моему, понятие «стабильность» применительно к «моим» кристаллам имеет весьма специфический и даже отчасти иронический оттенок. И всё-таки, более или менее разумное объяснение в рамках действующей теории вполне возможно. Дело может оказаться в том, что оксалат натрия существует в двух формах: одно – и дву – замещённой, причём в состав молекулы однозамещённой формы входит и кристаллогидратная молекула воды. Соотношения кислорода, углерода и натрия в «моём» образце находятся где-то между соотношениями этих элементов в одно – и дву – замещённых формах оксалата натрия. Таким образом, наличие какого-то количества кристаллогидратной воды в «моём» образце не кажется невозможным. Особенно если предположить, что кристаллы «моего» образца могут быть сформированы из обеих форм этого вещества. Этим и можно объяснить некоторое несовпадение растворимостей «моего» образца и обеих рассматриваемых форм оксалата натрия. Потерей кристаллогидратной воды при нулевой влажности воздуха, при удалении воздуха из камеры с образцом или при лёгком его нагревании вполне можно объяснить и утрату прозрачности «моих» кристаллов с последующим переходом их в порошкообразную форму. Я согласен с тем, что эти рассуждения весьма соответствуют русской поговорке «вилами по воде писано», однако более внятных объяснений у меня пока нет. Но существует ещё один факт, объяснить который с точки зрения привычной химической теории я пока не могу. В самом деле, если «мои» кристаллы состоят только из молекул оксалата натрия (пусть даже из двух его форм), то генезис исследуемых вод не может оказывать никакого влияния на количество этих кристаллов; всё определяется количеством и соотношением использованных реагентов – кальцинированной соды, соляной и щавелевой кислот. Если для исследований взяты одинаковые объёмы исходных вод, осуществлена одна и та же последовательность операций и затрачены сопоставимые количества указанных реагентов, то и количества конечного продукта просто обязаны оказаться сопоставимыми – это истина, которую даже мне не следует подвергать сомнениям. А в реальности из 50мл воды Ягорлыкской заводи иногда образовывался один – единственный кристалл, иногда не образовывалось даже его. Из 50мл воды Бендерского водопровода – приблизительно от 15 до 25 кристаллов, а из тех же 50мл воды системы гидрозолоудаления Молдавской ГРЭС (вот она, не совсем природная вода), когда это предприятие работало на каменных углях – несколько сот. Или тысяч – так и не удосужился посчитать. Повторюсь - количества затраченных реагентов во всех трёх случаях были, по крайней мере, сопоставимыми. Режьте меня на кусочки, кушайте меня с маслом, но в свете этих чудовищных разностей я никогда не поверю в полную непричастность исследуемых вод к процессам образования «моих» кристаллов оксалата натрия. Объяснение этого у меня есть. Поскольку оно меня вполне устраивает, других я и не искал. Это объяснение исключительно простое, оно идеально вписывается в «логику двух «Д», и вместе с тем является такой ересью, какую ещё надо поискать. Заключается эта ересь в том, что в «моих» образцах всё-таки могут наличествовать ничтожные количества химических элементов, отличных от кислорода, водорода, углерода и натрия и не включённых именно из-за своих ничтожных содержаний (суммарно – вряд ли более нескольких десятых долей процента) в официальные результаты «моего» элементного анализа. Именно в этих десятых долях процента (если эти десятые вообще существуют) и заключается вклад исследуемых вод в формирование «моих» кристаллов. По какой-то малообъяснимой прихоти судьбы именно эти ионы могут оказаться в данном случае зародышами кристаллизации. Я не являюсь профессиональным кристаллохимиком, и о самой идее зародышевой кристаллизации узнал не из специальной литературы, а из романа Курта Воннегута «Колыбель для кошки» (или «Кошачьей колыбельки» - возможны разные варианты перевода). Потом, конечно, просмотрел и кое-что специальное, на уровне «юный кристаллохимик». Это к вопросу «заимствования у соседей», хотя данный пример может оказаться и не вполне доброкачественным. Как бы то ни было, похоже, что возникает новый вопрос – о том, что же конкретно может этим зародышем оказаться. Скорее всего, этот самый зародыш вряд ли будет иметь органическое происхождение хотя бы потому, что наличие любой органики в питьевых водах категорически не допускается. И потому, что вряд ли любая водорастворимая органика выдержит прямой контакт с угольной золой в горячем состоянии. Теперь же предстоит увлекательнейшая игра в вычёркивание химических элементов из периодической системы. Для начала можно попробовать мысленно зачеркнуть инертные газы, затем элементы, образующие окрашенные соединения (хотя в этом на все 100% я не уверен – уж больно ничтожны их концентрации), и, наконец, элементы повышенной токсичности. Теперь осталось сделать последнее сокращение и удалить из «списка подозреваемых» те элементы, ионы которых осаждаются крепкими растворами карбоната натрия. Что осталось? Боюсь, что очень немногое. Точнее – предпоследняя строка периодической системы с включением элементов №21 и 39, которая ещё называется «редкоземельными химическими элементами» (РЗЭ). Практически все авторитеты делят эту группу на 2 подгруппы – подгруппу церия (левая часть предпоследней строки, лёгкие лантаноиды) и подгруппу иттрия, куда включают тяжёлые лантаноиды, иттрий и скандий. Иногда и эту подгруппу в свою очередь делят на две, но я чисто для себя от этого пока воздержусь. Для меня на данном этапе более важно то, что элементы именно подгруппы иттрия проявляют несколько более выраженную склонность к образованию водорастворимых карбонатных комплексных соединений, чем их собратья из подгруппы церия. Следовательно, именно они, РЗЭ подгруппы иттрия, представляются мне чуть более реальными претендентами на роль зародышей в процессе кристаллизации оксалата натрия. Ересь? Мягко сказано. Само предположение о нахождении в питьевых водах в любых количествах вышеупомянутой химической экзотики должно, обязано рассматриваться не как ересь, а как рафинированный идиотизм высшей пробы. Причём на уровне аксиомы, без всяких доказательств и сомнений. Но то же самое в своё время вполне могло быть сказано и про ту же самую пару линз. Мне довелось читать геологический отчёт, датированный 1981 годом, где чёрным по белому было написано о повышенных содержаниях РЗЭ обеих подгрупп в недрах северной части региона моего нынешнего проживания. Что же касается угольных зол, то в них повышенные содержания редких химических элементов (для каждой золы своих) являются скорее правилом, чем исключением. О токсичности всего этого сегмента периодической системы могу сказать только то, что в справочнике «Вредные вещества в промышленности» приведена одна – единственная предельно допустимая концентрация одного – единственного соединения одного – единственного РЗЭ - элемента. Это концентрация оксида церия в воздухе рабочей зоны, причём эта концентрация (если я ничего не напутал) раз в 10 превышает ПДК для неорганической пыли (читайте – диоксида кремния) в воздухе населённых мест. А присвоение соединениям иттрия третьего класса токсичности (или опасности?) ничем, кроме как «от фонаря» объяснить невозможно, ибо в указанном справочнике других упоминаний об этом химическом элементе нет вообще. Для прочих же тяжёлых лантаноидов нет даже класса их токсичности (опасности). Это о прошлом. Что же касается возможного будущего, то уже первый, обязательный для всего здесь изложенного, шаг (проверить и перепроверить) может сопровождаться некоторыми сложностями. Первая заключается в том, что в природных водах каких-то регионов вышеназванной химической экзотики вообще может не оказаться. Но в любом случае для этапа проверки и перепроверки использование природных вод может оказаться не совсем целесообразным. Гораздо разумнее использовать для этого водорастворимые соединения экзотических химических элементов, например, нитраты или хлориды иттрия или гадолиния. Здесь может возникнуть вторая сложность, связанная с тем, что заполучить эти соединения окажется нисколько не проще, чем раздобыть живую воду в сказках Иона Крянгэ, мне этого так и не удалось. Кроме того, никак нельзя сбрасывать со счетов и вполне возможную запредельную стоимость этой химической экзотики. Но никто не сможет помешать моим мечтам о том, что может быть …, кто-нибудь …, когда-нибудь …, где-нибудь … найдёт в этих рассуждениях не только бред сивой кобылы. Хочется верить и в то, что ему (или ей) удастся раздобыть хотя бы насколько десятых долей грамма хлорида или нитрата иттрия, что далее появятся две колбы со 100мл 10% р-ра кальцинированной соды, причём в одну из них будет добавлено несколько крупинок этой экзотики, а во вторую не будет. Что дальше всё пойдёт по ранее изложенному тексту и что на финише количество выпавших в осадок кристаллов в экспериментальной колбе статистически значимо превзойдёт их количество в колбе контрольной. Логика «двух «Д» подсказывает, что такой результат может вывести исследователя на оперативный простор. В самом деле, ведь эта химическая экзотика может оказаться зародышем кристаллизации не только оксалата натрия, но кое-чего ещё. Чего? Будут ли кристаллы, осаждённые таким экзотическим способом, хоть чем-то отличаться точно таких же, полученных традиционными путями? Можно будет задуматься и над установлением координационных чисел карбонатных комплексов не только скандия и иттрия, но и других участников этого братства. Можно попытаться установить обратимость или необратимость разрушения этих комплексов при кипячении (как известно, водорастворимые карбонатные комплексные соединения экзотических элементов разрушаются при кипячении и, наверно, выпадают в осадок, но будут ли эти разрушенные комплексы восстанавливаться и вновь переходить в растворимые формы после охлаждения системы до комнатной температуры при избытке карбонат – ионов?). Однако самый главный идиотизм будет описан только сейчас. Две колбочки с дистиллятом, в одной из которых будет растворена пара крупиц уже упомянутых хлорида (нитрата) иттрия, а в другой не будет. А далее точно по ГОСТу (с использованием трилона Б) будут проведены замеры жёсткости воды указанных образцов. Понятно, что в контрольной колбе (без экзотики) это значение будет нулевым или почти нулевым. Что же касается результата, полученного во втором случае, есть у меня предчувствие, что по позициям «общая жёсткость» и «содержание магния» нуля может и не оказаться. Разумеется, я лично этого «эксперимента» не проводил только из-за того, что раздобыть вожделенный хлорид (нитрат) иттрия так и не сумел, речь здесь идёт только о предчувствии некоего сюрприза, причём без всяких обоснований и гарантий. Но может быть …, где-нибудь …, когда-нибудь … и объявится безумец, способный пожертвовать парой крупиц хлорида (нитрата) иттрия и десятью – двадцатью минутами рабочего времени (вряд ли проведение ГОСТовского анализа будет более продолжительным) и получит всё-таки доказательство того, что использование ГОСТовской методики определения жёсткости водных систем может в ряде случаев давать стабильно – завышенные результаты. А если не получит, то и не особенно расстроится.

Идея №4. И снова вода. Только дистиллированная. Точнее смесь дистиллята и хлористого водорода, более известная под названием «соляная или хлороводородная кислота». Как-то раз мне потребовалось выделить из разбавленного солянокислого раствора (1 объём концентрированной HCl + 7 объёмов дистиллята) соединения содержащихся там элементов именно в виде хлоридов. Для этого я подсоединил к плитке с закрытой спиралью удлинитель, вынес плитку на открытый воздух, установил на ней чашку для выпаривания, в которую налил 15 – 20мл солянокислого раствора и запустил процесс. Естественно предполагалось, что вначале испарится хлористый водород, а затем и вода последует его примеру. В действительности же оказалось так, что на заключительном этапе выпаривания (когда в чашке осталось очень небольшое количество жидкой фазы) я увидел маслянистую густую жидкость ржавого цвета, а когда её осторожно понюхал, то ощутил довольно резкий запах, который ничто кроме хлористого водорода дать не может. Понятно и то, что я воспринял увиденное и унюханное как нечто не совсем типичное для первого закона Коновалова (или закона Рауля, или того и другого сразу?). Но по зрелом размышлении пришёл к выводу, что изначально сознательно работал не с совсем чистыми веществами, и микрозагрязнители исследуемой системы каким-то образом повлияли на то, что наблюдаемая мной картина пришла в некоторый диссонанс с привычной для меня картиной только что указанных законов. И если где-нибудь …, когда-нибудь … обнаружится какой-либо безумец, готовый всё это проверить и перепроверить, то начинать ему целесообразно именно с испарения чистой двухкомпонентной системы. И если ему (ей) доведётся наблюдать и обонять то, что некоторое время назад наблюдал и обонял я, возможно, появится и некий первичный посыл для некоей корректировки указанных законов или хотя бы одного из них. Если же всё пойдёт в строгом соответствии с этими законами, то для замедления испарения более легколетучей составляющей есть смысл ввести в эту систему какой-либо третий компонент. Вообще-то теория третьего компонента имеет место при разделении азеотропных систем. Про саму эту теорию знаю только то, что она должна существовать. А вдруг и в этой теории возможна какая-то «новая струя». Возможно, что для системы вода – хлористый водород третьим компонентом окажутся соединения железа (не зря же образовался этот бурый оттенок). А что нового можно будет разглядеть дальше, покажет только время. Если вообще будет что разглядывать.

Идея №5. Здесь придется вернуться к тем химическим элементам, которые несколько ранее я называл элементами подгруппы иттрия или просто химической экзотикой. Речь пойдёт об их водной миграции с подземными водами, про которую Перельман в своей «Геохимии» написал, что она «плохо изучена» для всех элементов этой подгруппы, кроме скандия, а собственно для скандия «изучена слабо». Или наоборот – «плохо» для скандия, «слабо» – для остальных (разница невелика). Для начала я просмотрел или пролистал книгу С. В. Крайнова «Геохимия редких химических элементов в подземных водах» (М, «Недра», 1973, 295 с.) и из которой запомнил только одну фразу. О селективной агрессивности природных вод с повышенным содержанием карбонат – ионов по отношению к экзотическим элементам даже при кларковых содержаниях этих элементов в поверхностных слоях Земли. Затем обратил внимание на одну из таблиц («рН осаждения гидроксидов лантанидов», если не ошибаюсь), расположенную где-то в районе первых 30 страниц 4 тома «Справочника химика» и обнаружил, что значения данного показателя для всей этой подгруппы (кроме скандия) находятся где-то в районе 6,8. (Про скандий разговор особый, к которому я сейчас не готов). И наконец, как-то сам по себе возник очередной вопрос из области «двух «Д» – какие химические соединения придают природным водам слабощелочную фоновую реакцию? Не думаю, что это гидроксиды натрия и калия в их чистых формах – слишком уж они реакционноспособны и вряд ли встречаются в природе в сколько-нибудь значимых количествах. Скорее здесь может идти речь о вторичных гидроксил – ионах, тех, что являются продуктами гидролиза растворимых или слаборастворимых природных карбонатов (натрия, калия, кальция, магния). Вывод, который я для себя из всего этого сделал, может показаться достаточно неожиданным и даже несколько более того. Заключается он в том, что элементы рассматриваемой подгруппы в нерастворимых формах в природных водах существовать не могут. А вот в дистилляте – пожалуйста. Нетрудно представить песчинку, в которой когда-то случайно очутился один - единственный ион, допустим, того же иттрия. Все осадочные породы в той или иной степени подвергаются воздействию подземных вод. Или станут подвергаться, когда переместятся с поверхности в недра. Подземные воды, в свою очередь, рано или поздно (через миллион лет или через 10 миллиардов – какая им разница?) до этой песчинки доберутся и вследствие своей селективной агрессивности всё равно рано или поздно вытащат из неё этот ион, причём именно в растворимой форме. Если рН подземных вод будет кислым, это будет форма простого иона, а если окажется щелочным – то в виде водорастворимого карбонатного комплекса. И то, что все ионы этих элементов вполне могут рано или поздно оказаться в Мировом океане. Понимаю, что всё, здесь написанное должно произвести на сколько-нибудь классных профессионалов впечатление некоей фундаментальной комбинации невежества и наглости. Однако при всей амбициозности и невежестве изложения, эта гипотеза может довольно внятно объяснить хотя бы то, почему эти элементы не образуют природных скоплений и не в состоянии этого сделать. А задерживаться они вполне могут какими-то осадочными породами, выполняющими роль природных фильтров для достаточно объёмистых молекул карбонатных комплексных соединений указанных химических элементов. (Мне пришлось сталкиваться с термином «вторичные месторождения», может и в этом случае имеет место нечто подобное?). Этот пример «заимствования у соседей» представляется несколько более удачным, чем тот, который был приведён ранее. В самом деле, какому геохимику взбредёт в голову просматривать литературу по аналитике, если анализ любого его образца и по любой интересующей его позиции профессиональные аналитики сделают гораздо быстрее и лучше него самого. С другой стороны – зачем аналитику лезть в геохимию: ему своего функционала не хватает, что ли? А «заимствование» может случиться с кем угодно и когда угодно: при просмотре фильма, при чтении литературного произведения, просто и естественно произойти из фразы, случайно услышанной на улице. И может храниться в глубинах воспоминаний довольно долго. Но глаза и уши на всякий случай должны быть широко раскрыты всегда. Не сильно удивлюсь, если именно эта прописная истина окажется в итоге наиболее жизнеспособной как из всего, что здесь уже написано, так и из того, чему ещё только предстоит оказаться здесь написанным.

Идея №6. Из всего вышеизложенного именно она должна произвести наименее благоприятное (с точки зрения общей оценки интеллектуального потенциала автора) впечатление. Речь пойдёт об алюминии, точнее, о его оксиде. Некоторое время назад для каких-то своих целей я провёл кислотное выщелачивание какой-то осадочной породы. Какой именно? Так ли уж это важно? Важно то, что содержание алюминия в этой породе приблизительно соответствовало его среднему содержанию в земной коре. Итак, 20мл измельчённой породы + 100мл разведённой соляной кислоты (1 объём концентрированной HCl + 3 объёма дистиллята) с обратным холодильником кипятились в течение 3 или 4 часов, после чего после чего охлаждались и отфильтровывались. В фильтрат добавлялся 20% раствор кальцинированной соды в избытке, достаточном для придания всей системе серьёзного щелочного значения рН (от 11 до 13). Образовавшийся таким образом осадок в свою очередь после суточного отстаивания отфильтровывался и переносился в новую колбу. Потери вещества при переносе меня не очень волновали, поскольку до количественного анализа я ни в одном случае так и не добрался. Далее в эту колбу добавлялась настоящая щёлочь в количестве, достаточном для перевода ионов алюминия в форму мгновенно растворимого алюмината, который, в свою очередь, также отфильтровывался. Образовавшаяся жидкая фаза доводилась кислотой до нейтральных значений рН, после чего осадок гидроксида алюминия опять же отфильтровывался и переносился в тигель. Эта последовательность операций была повторена несколько раз для наработки количества вещества, необходимого для последующего анализа. Пока, как видно, ничего необычного, всё это проводилось в разных частях света и не одну тысячу раз. А далее случилось нечто, не совсем для меня понятное. Для начала оказалось, что имевшаяся в моём распоряжении муфельная печь не в состоянии обеспечить температуру, рекомендуемую «Справочником химика» для прокаливания конечного продукта. Так что его, конечный продукт то есть, пришлось просто высушить в сушильном шкафу до постоянной массы при температуре 105 градусов Цельсия, а потом провести анализ содержания в нём оксида алюминия. Наверное, и здесь имел место какой-то элемент везения, поскольку этот анализ вообще был проведён. Но когда я увидел его результат (80% Al2O3 в конечном продукте), то был несколько удивлён. В самом деле, все учебники указывают, что алюминий осаждается в форме гидроксида Al(OH)3, а сущность прокаливания этого соединения в том и заключается, чтобы из двух молекул гидроксида алюминия удалить три молекулы воды, получив при этом одну молекулу его оксида. Следовательно, содержание оксида алюминия в его гидроксиде никак не может оказаться выше 65% с какими-то десятыми, а 80% просто быть не может – это прописная истина, однозначно вытекающая из элементарной арифметики, законов эквивалентов и сохранения массы. Процесс удаления воды из гидроксида алюминия начинается при температуре нескольких сот градусов, но никак не при 105. Покушаться на закон сохранения массы и закон эквивалентов я не собирался, тем более что лично и неоднократно убеждался в их истинности. Сомневаться в компетентности моих аналитиков у меня нет никаких оснований, тем более что я им перезвонил, переспросил – всё точно. Жизнь же сложилась так, что первый проведённый анализ одновременно оказался и последним, а бумажка с его результатом, книга С.В.Крайнова, 2 и 4 тома «Справочника химика» и кое-что ещё совершенно непостижимым для меня образом бесследно исчезли во время ковидного карантина, оставив после себя лишь жалкие воспоминания. Теперь же я позволю себе несколько отвлечься от прямой дороги своего повествования ради одной чисто одной технической проблемы. Довольно часто в таблицах с результатами тех или иных химических анализов последняя графа идёт под аббревиатурой «п.п.п.». Это самое «п.п.п.» иногда означает «потери при прокаливании», иногда - «прочие побочные примеси». Разъяснения этого «п.п.п.» непосредственно в приводимых таблицах, как правило, имеют место достаточно редко и не всегда соответствуют истине. Поэтому при проведении любых подобных анализов имеет смысл, чтобы аналитики в одной из граф указывали потери при прокаливании, а в другой – прочие побочные примеси. Теперь же попробую вернуться на магистральный путь. В данном случае операцию карбонатного осаждения, наверное, можно и не проводить, ограничившись добавлением в кислотную вытяжку избытка щёлочи. Но даже при получении таких результатов (не более 65 с небольшими долями % в теории и 80% по факту), не следует подвергать сомнениям те или иные фундаментальные законы, гораздо интереснее и продуктивнее оставаться в их рамках. И, по крайней мере, одно такое объяснение вполне возможно. Заключается оно в том, что гидроксид алюминия, как и оксалат натрия, существует в двух формах: классической Al(OH)3 и несколько менее известной (это когда от «классики» виртуально отнимается одна молекула воды, более точно не напишу по причине отсутствия в прямом доступе второго тома «Справочника химика»). Если допустить, что в «моём» случае гидроксид алюминия осаждался именно во второй форме, то максимально – возможное содержание оксида алюминия в этом соединении составляет около 82,4%, что сопоставимо с 80% из «моего» анализа. И дело здесь только в количестве гидроксида натрия, ушедшего на образование алюмината. Понятно, что я работал по минимуму – что толку добавлять в систему дополнительную щёлочь, когда всё и так растворилось. Да и потом – чем больше избыточной щёлочи, тем больше потом кислоты для её нейтрализации. А кислота может пригодиться и для других дел. Итак, «гора родила мышь», и если всё так и есть (а как иначе?), никакой новизной здесь и не пахнет. Тогда возникает следующий естественный вопрос – если конечный результат оказался нулевым (вряд ли можно считать чем-то существенным очередное подтверждение истинности закона сохранения массы), - зачем об этом вообще писать? Здесь для начала следует ответить на другой вопрос – а почему так произошло, почему эта химера вообще объявилась? Боюсь, что ответ также очевиден – в данном случае вирус «гипноза очевидности» поразил и пишущего эти строки. Повторюсь, что все учебники неорганической химии приводят реакции с участием гидроксида алюминия именно в его классической форме Al(OH)3, а про вторую («частично обезвоженную») форму этого соединения сообщают лишь немногим более того, что она существует. Вот на подсознательном уровне и сработал стереотип, что вторая форма гидроксида алюминия есть что-то очень далёкое, маловероятное и с первого раза вряд ли достижимое. Вывод – вирус «гипноза очевидности» исключительно прилипчив, и необходимо «регулярно проверяться» на его присутствие. Особое же внимание следует уделять тем случаям, когда результаты несколько отчасти «выходят за рамки». На мой взгляд, желательно также на стадии проектирования того или иного эксперимента (сфера экспериментирования не очень существенна) не забывать и о возможности побочных эффектов, которые иногда оказываются сопоставимыми с целями декларированными. И если декларированной цели достичь не удалось, может быть имеет смысл более пристально приглядеться именно к побочным эффектам. Нелишним здесь представляется вспомнить про одного любознательного мальчугана, который уже в зрелом возрасте попробовал открыть новый морской путь в Индию. Этой цели, как известно, он не достиг, но какой при этом получил побочный эффект, наверное, знают все. Кто знает, в скольких ещё случаях сработает известная ирландская поговорка «хоть дом сгорел, зато ворота целы». Кто знает – а вдруг окажется, что и эти «ворота» иногда хоть что-нибудь да значат. В данном случае такими «воротами» могут оказаться эти значения- 80% оксида алюминия в полученном мной конечном продукте и 82,4% максимума теоретически возможного. Простая арифметика свидетельствует, что с первого же раза удалось предельно примитивным способом получить продукт с содержанием глинозёма на уровне 97% теоретически возможного. Плюс к этому я почти уверен в минимальном (всё-таки не решусь писать «в нулевом») содержании соединений кремния в этом самом конечном продукте. И если кто-нибудь …, когда-нибудь …, где-нибудь … (с моей подачи или без оной) не станет гоняться за химерами опровержения фундаментальных законов мироздания, а сосредоточится на упрощении способов химической очистки и преуспеет в этом – следует ли мне мечтать о большем?

Заключительные замечания. 1. В предшествующем тексте я сознательно не употреблял глаголов в повелительном наклонении (единственное исключение – про «открытые глаза и уши» из идеи №5), и если кому-либо удастся такой глагол всё-таки обнаружить, это мой случайный недосмотр. С очень большой осторожностью я относился и к изъявительному наклонению, стараясь употреблять его только при употреблении прописных истин либо для описания того, что действительно видел собственными глазами и обонял собственным носом. Во всех остальных случаях следует использовать наклонение, которое я чисто для себя назвал «расширенно - условным»: «возможно …», «не исключено …», «надеюсь, что …» и так далее.

2. Ещё один «детский» вопрос: «Если изложенные выше идеи действительно укладываются в «логику двух «Д», то почему автор так и не удосужился довести до ума хотя бы наиболее простые?». И здесь начинает солировать третий фактор вступительной части – фактор природного везения. В моём случае этот фактор никак нельзя назвать нулевым, однако его абсолютная величина оказалась настолько мизерной, что никогда, ни при каких обстоятельствах и ни в коем случае не позволила бы автору этого текста выйти за границы полного профессионального ничтожества. Непрофессионального, кстати, тоже. Как-то так сложилось, что отношение и начальства, и моих коллег по работе к тому, что от меня исходило, всегда было, … как бы выразиться? … негативно - агрессивным. Причём аргумент, по сути, был во всех случаях (если до аргументации вообще доходило) одним и тем же: «А мы всё равно в этой Вашей химии ничего не понимаем. Следовательно, нам она не нужна. Нам и других, гораздо более важных дел, слава Богу, пока вполне хватает». Стыдно признаться, но за более чем 20 лет пишущий эти строки так и не нашёл сколько-нибудь убедительного контраргумента - факт, более чем неопровержимо доказывающий крайне низкий уровень его общего развития. Да, иногда удавалось что-то вымолить, что-то выклянчить, что-то по-дружески одолжить без возврата. Однако значительную часть своих «экспериментов» (частью здесь изложенных, частью нет) приходилось проводить в режиме «вот тебе первая попытка, она же и последняя, второй не будет». Естественно, тут же начинали трястись руки, дрожать колени, появлялись какие-то странные нелепые ошибки, и дело кончалось очередным нулевым результатом. Потом-то, конечно, всё исправлялось. Мысленно. Но поезд практической деятельности уходил навсегда. Здесь необходимо сделать очень важную оговорку. Дискуссии и разные подходы к тем или иным вопросам функционирования того или иного профессионального коллектива являются нормой, патологией является их отсутствие. Что же касается взаимоотношений неслужебного характера, то за любого из моих коллег я, как говорится, «в огонь и в воду» и неоднократно убеждался в том, что каждый из этих людей без малейших колебаний делал то же самое и для меня. В дискуссиях же профессионального характера практически всегда победителем объявляется не носитель истины, а тот, у кого лучше подвешен язык. Исключение здесь может быть только одно – когда эти два качества совмещены в одной личности. Жаль, что случается это несколько реже, чем хотелось бы (нет, это замечание не относится лично ко мне, поскольку моё косноязычие во всех разновидностях разговорного жанра уже ничем не исправить). За время своей трудовой деятельности я сменил не так уж много коллективов, да и то не по своей воле. Но, наверно, в каждом таком коллективе время от времени появляется сотрудник, которому свято верят даже тогда, когда он изречёт, что детей рождают не женщины, а виолончели (не во всех таких случаях это официальный руководитель), и ещё один, которому либо не верят вообще, либо просто не желают слышать. А чувствовать себя осуждённым на пожизненную полную духовную изоляцию «в пустыне (увы!) не безлюдной» - удовольствие так себе. Теперь – почти традиционный вопрос, а для чего этот второй пункт вообще написан? Первый вариант ответа дал в своё время незабвенный Козьма Прутков: «Кто баснь сию внимательно прочтёт, тот, верно, и мораль из оной извлечёт». Автор второго варианта мне неизвестен, но, по-моему, он очень хорошо конкретизировал своего предшественника: «Предупреждён – вооружён». В нашей жизни бывает всякое, вдруг кому-нибудь, да и пригодится.

3. И в самую последнюю очередь хочется всё-таки отчасти не согласиться с пушкинской Татьяной Лариной. «Кончаю. Страшно перечесть …». Нет, уважаемая Татьяна Дмитриевна, перечитывать не страшно. По крайней мере, мне. А вот отправлять свою писанину в автономное плавание действительно страшновато. Особенно по хорошо всем известному адресу «На деревню дедушке». С другой стороны – чего бояться? Того, что любая неточность (не говорю – ошибка) даже литературного (не говорю – специального) характера довольно быстро и с соответствующими ехидными комментариями до меня дойдёт? Так ведь не в первый раз, пяток дополнительных оплеух как-нибудь выдержу. Того, что о любом позитиве вряд ли кто меня проинформирует, а если это и случится, то в самую последнюю очередь? Так я знаю, на что иду, тем более что и выбор не то чтобы уж очень богат. Наверное, здесь имеет место некий атавистический страх перед неизвестностью. Точнее, перед тем, что жизнь очень хорошо умеет придумывать и осуществлять варианты, гораздо менее благоприятные, чем самые неблагоприятные, которые просчитываешь сам на этапе предварительных размышлений. Впрочем, это уже чисто личное и вряд ли кому интересное.