Из какого же материала должна быть печь? При такой температуре все плавится.
— Почти все. Думаю, что окись кальция[260] выдержит. Первая печь состояла просто из двух кусков окиси кальция, в которых выдолбили по маленькой ямке. Куски плотно скрепили, а в образовавшуюся полость поместили небольшой графитовый тигель. Над тигелем находились два графитовых электрода. Температура электрической дуги действительно превысила 2000°С.
— Окись кальция должна восстановиться углеродом до металла. — Муассан старательно растирал смесь негашеной извести и углерода. — Будем нагревать в тигле: так легче удалить полученный продукт.
Анри поместил смесь в тигель, плотно закрыл крышкой и включил ток. В лаборатории слышалось негромкое потрескивание, сквозь щели в печи пробивался ослепительный свет.
Когда нагревание закончилось и печь охладили, в тигле обнаружили лишь серую, твердую, как камень, массу.
— Никакого кальция нет!
— Кальция нет, но нет и окисла. Может быть, образовался карбид? — Муассан раздробил серую массу, взял небольшой кусочек и осторожно положил его в стакан с водой. Казалось, кусочек массы раскален — вода кипела вокруг него. Начали выделяться большие пузыри газа, и по комнате разнесся неприятный запах.
Следующий этап работы Муассана и Лебо был посвящен изучению свойств полученного карбида кальция. Одновременно они провели аналогичные реакции с окислами калия и натрия и получили их карбиды. У Муассана появилась мысль выделить в чистом виде такие тугоплавкие металлы, как молибден, вольфрам и ряд других. Но для этого требовалась значительно более мощная печь. Муассан постоянно совершенствовал конструкцию своей печи, увеличивал ее размеры, повышал температуру. Не найдя больших кусков окиси кальция, он решил изготовить печь из известняка. «Минерал, находящийся вблизи дуги, под действием высокой температуры превратится в окись, и цель будет достигнута», — рассуждал Муассан. Новая печь имела мощность в сто раз большую, чем первая. В ней Маусан смог не только восстановить окислы тугоплавких металлов, но и выплавить сами металлы. Впервые было осуществлено электротермическое получение молибдена и вольфрама.
Электродуговые печи произвели настоящий переворот в технике. Ими заинтересовались прежде всего промышленники. Открылись возможности для проведения в производственных масштабах многих процессов, главным образом металлургических, которые до сих пор считались неосуществимыми. В лабораторию Высшей фармацевтической школы приезжали стажеры из разных стран мира для изучения техники работы с печами Муассана. Здесь работали практиканты из Европы, Америки, Австралии.
12 декабря 1892 года Шарль Фридель[261] сделал в Академии наук сообщение о результатах исследования метеорита, найденного в Аризоне. В кусках железа он обнаружил микроскопические вкрапления алмаза. Муассан, избранный год назад действительным членом Академии, слушал доклад с большим вниманием и интересом. Он решил сам провести анализ и убедиться в правильности выводов Фриделя. Муассан достал кусочек метеорита и приступил к исследованию. Он установил, что в железном теле метеорита действительно есть следы алмаза, которым всегда сопутствует графит. И сразу же возникла мысль: «Нельзя ли получать алмазы синтетическим путем?»
Эта идея захватила его, как много лет назад идея выделения фтора. Он досконально изучил всю имевшуюся по этому вопросу литературу и увлек своим новым замыслом сотрудников.
— Сжигая алмаз, Лавуазье доказал, что он состоит из чистого углерода. Позже появилось множество теорий образования этого драгоценного камня. Либих и Вёлер предполагали, например, что образование алмазов происходит при низкой температуре, но проведенные Дебре исследования метеоритов показали, что алмазы получаются при очень высокой температуре и высоком давлении[262].
— Наши исследования подтверждают теорию Дебре, — заметил Лебо. — В алмазных породах Бразилии и Южной Африки всегда содержится графит, а он образуется при высокой температуре.
— Больше всего нас должны интересовать метеориты, — продолжал Муассан. — Они состоят из железа. А железо растворяет большие количества углерода. Расплавить железо и растворить в нем углерод — задача простая. Но как все это провести под высоким давлением? Нет материала, который бы выдержал высокое давление при температуре 1200°С, необходимой для кристаллизации углерода.
Теперь другой темы для разговоров в лабораториях профессора Муассана не было, все сотрудники были охвачены «алмазной лихорадкой». Но первые опыты разочаровали энтузиастов. Самой продолжительной и скучной была последняя стадия: охлажденный кусок железа приходилось долго кипятить в соляной кислоте до полного растворения. На дне сосуда оставался черный осадок, в котором содержался только графит.
260
Температура плавления окиси кальция 2585°С, но уже при 1800°С она начинает размягчаться. —
261
Шарль Фридель (1832–1899) — французский химик-органик и минералог, чл.-корр. Петербургской Академии наук (с 1894 г.). Синтезировал множество органических соединений, открыл с американским химиком Джеймсом Массоном Крафтсом (1839–1917) метод синтеза гомологов ароматических углеводородов с помощью безводного хлористого алюминия (реакция Фриделя — Крафтса). Занимался искусственным получением минералов (кварца, рутила, топаза и др.) и явлением пироэлектричества кристаллов. О Фриделе см.: Биографический словарь, ук. соч., т. 2, с. 325; Волков В. А. и др., ук. соч., с. 529–530; Быков Г. В. История органической химии: Открытие, ук. соч., с. 40 и др.
262
Первое сжигание алмаза произвели флорентийские академики Аверани и Тарджони в 1694 г., затем А. Лавуазье в 1773 г. и русский минералог А. М. Карамышев (см.: Раскин Н. М., Шафрановский И. И. Александр Матвеевич Карамышев. — М. — Л.: Наука, 1975). Химический состав алмаза был установлен в 1797 г. С. Теннантом, который показал, что одинаковые количества алмаза и угля дают при окислении равные количества углекислого газа. В 1814 г. Г. Дэви и М. Фарадей окончательно доказали, что единственным продуктом горения алмаза является СОг (Шафрановский И. И. Алмазы. — Л.—М.: Наука, 1964; Милашев В. А. Алмаз: Легенды и действительность. — 2-е изд., перераб. доп. — Л.: Недра, 1981).