Сухие жидкости

В 1908 году английский химик Бейкер запаял в стеклянную трубку некоторое количество азотистого ангидрида с небольшой прибавкой пятиокиси фосфора — вещества, жадно поглощающего воду. Эта ампула пролежала, забытая, пять лет, а когда ее вскрыли, то, к удивлению ученого, обычный и хорошо изученный ангидрид, который всегда «покорно» кипел при температуре + 3,5°, вдруг «взбунтовался» и закипел только тогда, когда его нагрели до 43°. Это обстоятельство взволновало химиков неспроста; дело в том, что точка кипения вещества — величина постоянная, так называемая физическая константа. Это один из главных признаков самого вещества. Так, если химик, перегоняя какое-нибудь соединение, увидит, что оно кипит при нормальном атмосферном давлении при 110,8, то он уверенно может считать, что у него в колбе находится толуол.

И вот оказалось, что эти постоянные совсем не постоянны. Зашаталась одна из основ науки. После 1-й мировой войны опыты были продолжены. Подверглись испытаниям разные жидкости. Они тщательно очищались и изолировались от посторонних влияний.

Результаты превзошли самые смелые ожидания. Бензол, который кипит при температуре 80°, закипел только при 106°, диэтиловый эфир — при 83° вместо 35°, бром начал перегоняться при 118° вместо 59°, ртуть закипела при 459° вместо 357° и т. д. «Эффект высушивания» продолжал задавать ученым загадки.

Выяснилось, что сверхчистые вещества изменяют также и температуру плавления. Кроме того, любому школьнику известно, что температура кипения остается строго одинаковой до тех пор, пока остается хоть капля вещества. Но обезвоженные жидкости вели себя иначе. У них температура поднималась во время кипения.

Виновницу этих изменений удалось установить быстро, ею оказалась ничтожная примесь обыкновенной воды. (В первом, «незапланированном», опыте Бейкера воду «съела» пятиокись фосфора.) Только после успехов молекулярной и атомной химии удалось ответить на вопрос: почему именно вода оказывает такое влияние на другие жидкости?

Секрет заключается в высокой диэлектрической постоянной воды. (Диэлектрической постоянной называют величину, которая показывает, во сколько раз ослабляется электрическое взаимодействие в данной среде по сравнению с пустотой.) Молекулы воды, «вклиниваясь» между молекулами другого вещества, ослабляют взаимодействие между ними. Но все же остается загадкой, каким образом одной молекуле воды удается «справиться» со 100 —200 молекулами, скажем, того же бензола. Есть и другие неясности, на которые пока химия ответа дать не может.