Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №8/2006

О ЧЕМ НЕ ПИШУТ В УЧЕБНИКАХ

История открытия брома

А.Ж.Балар (1802–1876)
А.Ж.Балар
(1802–1876)

Больному с расшатавшейся нервной системой, страдающему, например, бессонницей, в качестве лекарства врачи нередко прописывают «бром». Печальны были бы, однако, последствия для того больного, который вздумал бы принять как лекарство настоящий бром — эту тяжелую темно-красную жидкость, дающую бурые пары, разъедающие слизистые оболочки глаз, с очень противным удушающим запахом. За этот-то запах бром и получил свое название (от греч. – зловоние).

Если бы жидкий бром попал не на нежные слизистые оболочки, а даже на наружные покровы тела, то получились бы сильные ожоги и долго не заживающие раны. Бром — очень ядовитое вещество. Поэтому на самом деле еще ни один врач не прописал ни одному больному в качестве успокоительного средства чистый бром. То, что в быту называется бромом, на самом деле есть раствор одной из его солей – бромида натрия NаВr, да и то в ничтожной концентрации.

С соединениями брома очень хорошо были знакомы и фотографы: без бромосеребряных пластинок или пленок и бромосеребряной бумаги не мог обойтись ни один фотограф. Светочувствительные пластинки, пленки и бумага готовились путем покрытия их в темноте раствором бромида серебра в желатине. Фотопластинки подвергались в фотокамере кратковременному воздействию лучей света, вследствие чего происходило разложение бромида серебра и выделение мельчайших зерен металлического серебра пропорционально силе света.

Бром еще сравнительно «молодой» элемент: с тех пор, как он стал известен человечеству, прошло лишь около 180 лет. История его открытия интересна прежде всего тем, что ярко показывает, насколько тогда «назрели» некоторые открытия, насколько они «носились в воздухе»: бром был открыт почти одновременно, после хлора и йода, сразу несколькими химиками.

В 1825 г. в химическую лабораторию г. Гейдельберга (Германия) поступил новый студент – Карл Левиг. Он сразу же заинтересовал своего учителя – профессора Леопольда Гмелина – привезенной из дома какой-то странной жидкостью. Левиг получил эту жидкость следующим путем: он пропустил хлор в раствор, который оставался после кристаллизации солей, из одного источника на его родине. Образовавшееся вещество он извлек эфиром, а затем отогнал эфир и в результате получил какую-то тяжелую темно-красную жидкость с весьма неприятным запахом.

Профессор Гмелин предложил Левигу получить несколько большее количество этой жидкости и подробно изучить ее свойства. Левиг с усердием принялся за работу, как вдруг... в 1826 г. в одном из парижских научных журналов появилась статья химика А.Ж.Балара об открытии им нового вещества со свойствами, настолько сходными с теми, которыми обладала темно-красная жидкость Левига, что не оставалось никакого сомнения в том, что французский химик опередил немецкого.

Балар сделал свое открытие совсем молодым человеком. Он занимал скромную преподавательскую должность в колледже г. Монпелье, где учился раньше и сам. Изучая флору соляных болот, Балар заметил осадок каких-то солей, выкристаллизовавшихся из маточных растворов после добычи из них обыкновенной соли. Желая найти какое-либо применение этим солям, он начал испытывать этот осадок, использовал большое число различных реактивов, проделал много самых разнообразных опытов.

В ходе этих опытов от его внимания не могло ускользнуть одно обстоятельство: всякий раз, когда он пропускал через раствор остаточных солей хлор, этот раствор становился красно-бурым. Балар еще ближе стал к открытию, когда заметил, что полученный из золы водоросли Fucus щелок при обработке его хлорной водой с крахмалом проявлял необыкновенные свойства – после некоторого времени в жидкости появлялись два слоя: один (нижний) – синий, а другой (верхний) – интенсивного желтого цвета.

Перед 23-летним химиком встала трудная задача – объяснить это явление. Он правильно заключил, что нижний слой содержал йод и что синяя окраска вызвана соединением йода с крахмалом. Но что же заключалось в верхнем слое? Балар высказал два предположения: в верхнем слое имеется или соединение йода с хлором, или новый, еще неизвестный элемент.

Ему показалась более вероятной первая гипотеза. Он начал искать способы разложения этого предполагаемого вещества на йод и хлор, проделал множество экспериментов, но так ничего и не добился. Тогда ему ничего не оставалось сделать, как признать, что верхний слой содержал новый, еще никому не известный элемент. История показала, что Балар был прав, сделав это смелое заключение.

В письме П.Л.Дюлонга к Й.Я.Берцелиусу, написанном в июле 1826 г., есть любопытные строки, относящиеся к этому открытию: «Здесь есть свежая новость. Это новое простое вещество, которое должно найти место между хлором и йодом. Автор этого открытия — Балар из Монпелье. Это новое вещество, которое он назвал муридом, находится в морской воде. Он извлек его из маточных рассолов Монпелье путем насыщения хлором и отгонки. Он получил темно-красное жидкое вещество, кипящее при 47 °С. Пары похожи на образуемые азотной кислотой. Его удельный вес 3 (по современным определениям температура кипения брома ~59 °C, а удельная масса ~3,1 г/см3. – П.К.). Сохраняется оно под серной кислотой. Оно соединяется с металлами, дает нейтральные соединения, несколько летучих соединений, замечательное соединение “muride potassium” (бромистый калий. – П.К.)».

Балар по совету своих учителей Ангада и Этьена Бернара послал в Парижскую академию наук сообщение о своем открытии. В 1826 г. оно было заслушано и затем напечатано.

Специальная комиссия в составе знаменитых химиков Л.Н.Воклена, Л.Ж.Тенара и Ж.Л.Гей-Люссака повторила все опыты Балара и признала правильность его выводов. «Я и сейчас еще вижу, – писал впоследствии К.Дюма, – с каким интересом передавалась из рук в руки по рядам нашим коллегам запечатанная трубочка с образцом нового вещества, открытого в глубокой провинции молодым аптекарским учеником. Это было большим событием». По предложению комиссии название для элемента (мурид), первоначально данное Баларом, было изменено на бром (по его резкому запаху).

Впоследствии Балар еще более тщательно изучил свойства брома. Он нашел, что бром можно получить, как и хлор, из его солей при взаимодействии с серной кислотой и оксидом марганца(IV). «Точь-в-точь, как ртуть есть единственный металл, — говорил Балар,— который имеет жидкое состояние при обыкновенной температуре, бром есть единственный жидкий неметалл».

За открытие брома Балару была присуждена большая медаль Лондонского королевского общества, которая давалась лишь за крупные научные заслуги. Впоследствии Балар занимал высокие научные должности и своим участием много способствовал научной карьере Л.Пастера.

Балар вырвал открытие брома не у одного Левига, тогда еще никому не известного студента. На грани его открытия стояли несколько химиков. В 1824 г. из больших количеств нечистой каменной соли действием концентрированной серной кислоты получил какую-то красно-бурую жидкость химик Д.Джос; в 1826 г. он снова получил из раствора такую же жидкость. Это был, несомненно, бром. Но исследователь не сделал из своих экспериментов необходимых выводов и прошел мимо открытия, которое было уже в его руках. В том же году свободный бром наблюдал Мейеснер, но и он не придал надлежащего значения своим наблюдениям.

Самая поучительная, однако, история, связанная с открытием этого элемента, произошла с крупным химиком Ю.Либихом, который также получил бром, но достался он все же Балару. Вот как это случилось.

Еще за несколько лет до того, как Балар принялся за свои исследования, одна германская фирма прислала Либиху бутыль с какой-то темно-красной жидкостью и попросила его определить ее содержание. Либих не занялся детальным исследованием этой жидкости, а сделал поспешное заключение, что она является соединением хлора с йодом.

Получение брома: 1 – H2SO4 (конц.); 2 – NaBr

Получение брома:
1 – H2SO4 (конц.); 2 – NaBr

Только после опубликования Баларом статьи об открытии брома Либих догадался, какой огромный промах он допустил. Как это случилось, что у него, общепризнанного светила химической науки, вырвали уже почти готовый результат, и кто же – никому не известный юноша из Монпелье? «Не Балар открыл бром, а бром открыл Балара»,— произнес с досадой Либих, узнав о новом открытии. Много лет спустя он чистосердечно описал, как произошло это событие и какой урок он извлек из него: «Не может быть большего несчастья для химика, как то, когда он сам не способен освободиться от предвзятых идей, а старается дать всем явлениям, не сходящимся с этим представлением, объяснения, не основанные на опыте... Я знаю химика, который много лет назад предпринял исследование маточных растворов в Крейцнау. Он открыл в них йод и далее наблюдал, что, простояв ночь, цвет (синий) йодистого крахмала перешел в желтый. Это явление поразило его; он добыл большое количество рассола, насытил его хлором и получил при перегонке в значительном выходе жидкость, окрашивающую крахмал в желтый цвет и обладающую внешними свойствами хлористого йода, хотя она отличалась от последнего в некоторых химических реакциях. Но он объяснил это различие удовлетворительно для себя самого – он создал теорию. Несколько месяцев спустя он получил статью Балара и в тот же день был в состоянии опубликовать серию опытов, касающихся реакций брома с железом, платиной и углеродом, ибо бром Балара стоял в его лаборатории с этикеткой “жидкий хлор-йод”. С тех пор он не высказывает никаких теорий, если они не поддержаны и не подтверждены несомненными опытами».

Дальнейшие исследования Либиха привели его к заключению, что бром – действительно новый элемент.

До открытия стассфуртских соляных залежей главным источником для получения брома и его соединений были рассолы, остающиеся после производства йода и используемые по методу Балара. Открытие фотографии дало очень большой толчок производству соединений брома. С 1858 г. центр бромного производства с морских берегов переместился в Стассфурт.

У нас большое количество брома стало добываться с 1917 г. из вод Сакского озера близ Евпатории, в Крыму. С 1931 г. в России началось производство брома уже в больших масштабах, главным образом из буровых вод. Ныне потребность в броме полностью удовлетворяется отечественной промышленностью.

Материал подготовил П.А.Кошель