Томас Грэм

Года жизни: 1805-1869
Страна: Шотландия

Семья торговца Грэма жила на одной из самых многолюдных  и шумных улиц Глазго, ведущей прямо на пристань. Малень­кий сын Грэма, Томас, любил смотреть из окна на прохожих . Эти незнакомые ему люди, казалось, пришли сюда из другого мира, совсем не похожего на мир, в котором жил Томас. Он никого не допускал в этот свой мир: ни отца, ни сестер, а их у него было четыре. Только мать догадывалась о том, что сын ее живет в воображаемом мире, замкнувшись в комнате наверху и предаваясь грезам, далеким от более понятных ей мечтаний о богатстве, славе и власти.

Его волновало совсем другое — неразгаданные тайны приро­ды. Что представляет собой Вселенная? Где начало бытия и где его граница с потусторонним миром? Тринадцатилетний Томас искал ответ на эти вопросы в книгах, но тщетно: он путался в философских воззрениях авторов и не мог понять, где реаль­ность, а где начинался вымысел?

Склонность Томаса к размышлениям порой раздражала его отца: сын был полная ему противоположность. Практичный Грэм-старший умел заключать выгодные сделки, и это выдвину­ло его в первый ряд среди деловых людей Глазго. Он делал все, чтобы приобщить и сына к торговле, помочь ему познать все ее тонкости. Ведь Томас был прямым его наследником. К своему великому огорчению, однако, он понял, что торговля отнюдь не для Томаса.

...Облокотившись на подоконник, мальчик часами смотрел на улицу... У каждого своя дорога, удачная или неудачная, но своя. А у него? Как завоевать право на собственную дорогу в жизни? Сможет ли он этого добиться? В его глазах нередко появлялось выражение недетской неуемной грусти. Отец был непреклонен.

— Не огорчайся, Том, — нежно утешала его мать. — Ты еще молод, впереди еще много времени, и ты сможешь сделать жизнь такой, какой хочешь.

— Попробую уговорить отца. Ты же знаешь, он не любит, когда ему перечат. Соглашайся на все. Поступишь в универси­тет, а там видно будет.

Свое четырнадцатилетие Томас отпраздновал в университе­те Глазго. Отец не отступил от принятого им решения, и Томас вынужден был поступить на богословское отделение.

Студент Томас Грэм испытывал на себе влияние идей про­фессора Мейклиама, преподававшего в университете натурфи­лософию. Его лекции помогли Томасу найти ответы на десятки мучавших его вопросов. От профессора он узнал много нового, познакомился с основами физики и химии. Профессор Мейкли-ам дружил с читавшим курс химии доктором Томасом Томсо-ном, сам интересовался этой наукой и посоветовал молодому студенту Грэму посещать лекции Томсона.

Томас регулярно посещал эти лекции. Постепенно он при­шел к выводу, что химия — самая интересная наука, которой стоит посвятить жизнь. Уметь работать с веществами, изучать их взаимодействие, получать новые, никому не известные соеди­нения, открывать закономерности, которым подчиняются хими­ческие реакции, — вот его истинная дорога в жизни. Он слиш­ком долго стоял на распутье, однако теперь для него ясна цель в жизни. Он нашел свое призвание и, несмотря на непреклон­ное желание отца видеть сына пастором, посвятит свою жизнь науке.

Грэм усердно работал, много читал и в конце концов полу­чил степень магистра искусств. Лишь студенты, обладавшие глу­бокими познаниями в области философии и некоторых других, специальных дисциплин, могли добиться подобного.

Первоначальные знания по химии Грэм получил в лаборато­рии доктора Томсона, но этого было недостаточно для исследо­вательской работы. По совету профессора Мейклиама он переехал в Эдинбург.

Эдинбургский университет славился хорошими специалиста­ми-медиками. Обучение молодых врачей, однако, требовало зна­комства с основами ряда важных наук, среди которых в первую очередь была химия. Кафедру химии в то время занимал доктор Хоуп. Согласно традиции, установившейся еще со времен профессора Джозефа Блэка, который открыл и подробно иссле­довал двуокись углерода, в лаборатории доктора Хоупа зани­мались изучением газов.

С этого начал и Грэм. Ему были известны исследования Уильяма Генри из Манчестера. Он знал открытый Генри закон о растворении газов в жидкостях, но явления, которые сопут­ствуют этому процессу, нуждались в дополнительных исследова­ниях. Грэму было известно, что одни газы, например аммиак и хлористый водород, хорошо растворяются в воде, другие — азот, водород, кислород — значительно хуже. Он задавал себе вопрос: есть ли какая-нибудь в этом закономерность или все зависит от индивидуальных свойств газа?

Увлеченный сложными проблемами, Грэм подолгу задержи­вался в лаборатории. Он возвращался домой только к полуно­чи, а ранним утром его вновь можно было видеть в лаборато-рии.

В то время Грэм был стройным красивым юношей; его изя­ществу могла позавидовать любая красавица Эдинбурга. Прият­ная внешность и обходительные манеры молодого человека рас­полагали к себе. У него было много друзей среди работавших с ним в лаборатории. Начинающие ученые нередко подолгу бесе­довали о волнующих их научных проблемах. Среди друзей Грэма был и профессор Лесли — философ, литератор и языко­вед. Их встречи и интересные беседы помогли Грэму более ши­роко познать и увидеть мир.

Часто, оставаясь наедине с собой, Грэм думал о матери. Он любил ее всем сердцем, тревожился за нее, мечтал о встрече, В минуты отдыха он писал ей длинные нежные письма. В них он рассказывал матери о своей работе, своей жизни...

Вот уже два года Томас находился рядом с доктором Хоупом. Он узнал много интересного, но главное — научился само­стоятельно вести исследовательскую работу. Он закончил иссле­дование абсорбции газов жидкостями, и в конце 1826 года в «Философских летописях» появилась его первая статья, за кото­рую Грэм получил свой первый гонорар — 6 фунтов. С этими деньгами Грэм отправился покупать подарок матери, чтобы порадовать ее и хоть чем-то отплатить за ее беспредельную лю­бовь, заботу, нежность. Не забыл он и сестер. С покупками он возвратился домой, счастливый, что доставит немного радости и близким.

Радости? Нет, это не то. Матери любят своих детей предан­но и бескорыстно. Теплое слово для них дороже, чем самый цен­ный подарок. Грэм растрогал всегда сдержанную мать до слез. Она плакала от радости и гордости, что сын наконец нашел свою дорогу в жизни. Путь, которым осмеливаются идти не мно­гие, потому что он тернист и редко усыпан розами. Но это путь, который приносит радость и удовлетворение, не сравнимые ни с чем, это путь творческого труда.

Тот же двухэтажный дом отца, та же комната с окнами на улицу, немая свидетельница его мечтаний о будущем. Теперь, однако, эти мечты были более реальными, более определенны­ми. Романтические фантазии юношеских лет уступили место серьезной и глубокой мысли молодого ученого. Его волновали большие проблемы, привлекали интересные явления.

Уроки математики и химии, которые он вел в лаборатории, находившейся на Портланд-стрит, давали средства к жизни, но Грэм нуждался в собственной лаборатории, а денег для этого не было. Хорошо, пусть своя лаборатория — дело будущего... А работу начинать надо немедленно. На первых порах можно воспользоваться и скромной лабораторией на Портланд-стрит. Явления, которые его интересовали, не требовали сложной аппаратуры: не муравленый* глиняный сосудик, имеющий фор­му склянки с узким горлышком, изогнутая стеклянная трубка и небольшое количество ртути — вот все, что пока было нужно.

Глиняные сосуды он заказал гончару Тэйтону, а ртуть полу­чил у доктора Кларка, который преподавал химию в Механиче­ском институте. Кларк был намного старше Томаса, но это не помешало им стать друзьями. Он часто посещал своего молодого друга. Исследования Грэма представлялись ему интересными, и он хотел не только увидеть все в мельчайших подробностях, но и помочь молодому ученому своими советами.

— Надеюсь найти этот путь, хотя ряд деталей еще надо про­думать. Первый шаг уже сделан. Пойдемте, я покажу вам мой опыт. Он прост, но чрезвычайно интересен.

Друзья подошли к столу, на котором стоял стакан и глиня­ный сосуд с укрепленной в горлышке стеклянной U-образной трубкой. Грэм принялся объяснять:

— Глиняный сосуд пористый, не муравленый. Конечно, в нем воздух. Ртуть в трубке выполняет роль пробки: она задер­живает газ в глиняном сосуде и одновременно регистрирует изменения объема. Смотрите, уровни ртути в обоих коленах трубки одинаковы. Теперь я наполняю стакан водородом и по­мещаю в него глиняный сосуд. Оба газа разделены пористой пе­регородкой, и они начинают диффундировать. Водород будет просачиваться в сосуд, воздух — в обратном направлении. Но смотрите, что происходит?!

Грэм получил водород и накрыл глиняный сосуд стаканом, опрокинутым вверх дном, поскольку водород легче воздуха. По­степенно ртуть в колене изогнутой трубки, связанном с сосудом, начала опускаться вниз. Казалось, что газ в глиняном сосуде расширялся и выталкивал ртуть.

Грэм снял стакан с глиняного сосуда. Через несколько се­кунд ртуть начала подниматься к первоначальному уровню. К удивлению доктора Кларка, ртуть не остановилась на преж­нем уровне, а продолжала подниматься в том колене трубки, который был связан с глиняным сосудом. Казалось, газ в нем сжимался и всасывал ртуть в сосуд.

— В том-то и трудность. С углекислым газом все наоборот. Если ввести сосуд с воздухом в атмосферу углекислого газа, ртуть начинает заполнять колено со стороны сосуда, а потом, если удалить стакан с углекислым газом, ртуть переходит в дру­гое колено. Можно предположить, что вначале газ сжимается, а затем расширяется. Через некоторое время состояние газа в глиняном сосуде нормализуется и уровень ртути в обоих коле­нах выравнивается.

— Пока что приблизительные. Видимо причиной является диффузия. Все газы способны расширяться, заполняя весь пре­доставленный им объем. Вот почему, если соединить два сосу­да, заполненные разными газами, через некоторое время в них образуется совершенно однородная смесь. Протекает свободная диффузия.

— В моих опытах, однако, диффузия осуществляется через пористую перегородку — стенки глиняного сосуда. Мы могли бы назвать процесс вынужденной диффузией. Оказывается, разные газы проходят через пористую перегородку с различной скоро­стью. Например, в опыте, который вы видели, водород через стенки сосуда проходит быстрее, поэтому количество газа в со­суде увеличивается и выталкивает ртуть. Конечно, воздух тоже выходит наружу, но медленнее.

Статья была напечатана в «Квартальном журнале науки» в 1829 году. В том же году Грэму было предложено место умер­шего доктора Кларка в Механическом институте.

Дружба с Кларком направила интересы двадцатичетырехлет­него Грэма и к другой области химии. Последние годы своей жизни доктор Кларк посвятил солям фосфорной кислоты. Под­робное исследование этих соединений давало все больше фактов, которые не удавалось объяснить с помощью теории Берцелиуса. По мнению шведского ученого, каждая кислота образуется в результате присоединения одного атома воды к одному атому кислотного окисла. Согласно этой теории, каждый кислотный окисел образовывает только одну одноосновную кислоту. Док­тору Кларку, однако, удалось получить новую натриевую соль фосфорной кислоты, значительно отличавшуюся по свойствам от обыкновенного фосфата натрия. Фосфат натрия образует с нитратом серебра желтый осадок, и раствор над осадком имеет кислую реакцию. Фосфат, полученный доктором Кларком, при взаимодействии с нитратом серебра давал белый осадок, раствор над которым был нейтральным. Эту соль он получил из обык­новенного фосфата натрия, нагревая его докрасна. Так как но­вый фосфат образовался под действием огня (огонь по-грече­ски — «пирос»), Кларк назвал его пирофосфатом.

Продолжительные исследования доктора Кларка не внесли ясность в вопрос о фосфорной кислоте и ее солях; более того, они значительно усложнили его. Теперь в хорошо оборудован­ной лаборатории доктора Кларка Грэм получил возможность расширить и углубить свои исследования. Основное внимание.

он уделил газам и фосфатам. Вопрос о диффузии все еще оста­вался открытым. Чтобы определить скорость диффузии, Грэму пришлось измерять количество перешедшего через пористую перегородку газа за единицу времени. Для получения количе­ственной зависимости он видоизменил и сам опыт. Вместо гли­няного сосуда, поверхность которого измерить трудно, он ис­пользовал широкую стеклянную трубку, конец которой закрыл специальной пористой перегородкой. Грэм производил много­кратные анализы газов внутри и снаружи стеклянной трубки для определения их процентного содержания в газовой смеси. Наряду с этим он решил определить и некоторые физические параметры газов. Эта продолжительная и в какой-то степени однообразная работа вовсе не надоедала ему. Грэм проводил сотый анализ с таким же удовольствием, с каким когда-то про­вел первый.

Упорная работа завершилась открытием закона, лежавшего в основе явления диффузии газов. Грэм установил, что чем тяжелее газ, тем медленнее он проходит через пористую пере­городку. Но это только качественная взаимосвязь. Он хотел найти строгую математическую зависимость, и его попытки увенчались успехом. Вычисления показывали, что скорость диф­фузии газа обратно пропорциональна квадратному корню из его }плотности.

Параллельно с этой работой Грэм окончил исследования по окислению фосфора и установил, что в присутствии ничтожно малых количеств некоторых газов окисление фосфора значи­тельно замедляется. Этот факт имел большое значение для нау­ки, так как давал первый пример отрицательного катализа — явления, у которого даже не было названия, потому что не су­ществовало самой теории каталитических процессов. Даже по­нятие «катализ» Йене Якоб Берцелиус ввел лишь через пять лет после этого открытия.

Вторая статья Грэма о диффузии газов (вышла из печати в 1831 году, когда он был уже профессором химии в Андерсо-новском университете в Глазго. Здесь в большой и отлично обо­рудованной лаборатории он сделал очень важное открытие, в результате которого полностью изменился взгляд на природу кислот. К этому открытию Грэма привели результаты исследо­вания фосфорной кислоты и ее солей.

Начав в лаборатории доктора Кларка с исследования соеди­нений фосфора, Грэм перешел затем к исследованию солей мышьяковой кислоты, которые, как было известно из работ Митчерлиха, обладали свойствами,  аналогичными фосфатам.

В сущности Грэм повторил опыты Митчерлиха, Берцелиуса, Кларка и получил все известные в ту пору фосфаты и арсенаты. Он не нашел ошибок в выводах ни одного из ученых: это были действительно различные по свойствам и составу соли. Варьируя условия их получения, Грэм выделил несколько новых фосфа­тов. Он обратил особое внимание на бесцветное кристалличе­ское вещество, которое содержало большое количество фосфора. Обрабатывая его концентрированной серной кислотой, Грэм по­лучил фосфорную кислоту нового типа. Она образовывала бес­цветные кристаллы и легко вызывала коагуляцию растворов альбуминов. Грэм назвал эту кислоту метафосфорной, а ее со­ли — метафосфатами. В конце концов он подытожил результаты продолжительных и сложных опытов, которые показывали, что при образовании солей фосфорной кислоты один «атом» окиси фосфора способен связаться с одним, двумя или тремя «атома­ми» окиси натрия или калия. Это утверждение было справед­ливо лишь при условии, если кислоты содержат несколько ато­мов водорода, замещаемого металлами.

Грэм был убежден, что при растворении в воде окись фос­фора способна связываться с одной, двумя или тремя молеку­лами воды (по воззрениям того времени — атомами воды). Ре­зультатом этого взаимодействия являются три различные по» свойствам фосфорные кислоты — метафосфорная, пирофосфор-ная и ортофосфорная. Это допущение противоречило не только учению Берцелиуса об одноосновности кислот, но шло вразрез со взглядами всех ученых. Однако его подтверждали факты, ко­торыми нельзя было пренебречь. Статья Грэма, опубликованная в 1833 году, положила начало современной теории многооснов-ности кислот. Несколько позже идея о многоосновности кислот вошла и в органическую химию. Впервые об этом писал Юстус Либих, а о многоосновиых спиртах (правильнее многовалент­ных) — Адольф Вюрц.

Вклад Грэма в науку имел большое значение. Его высоко оценила научная общественность. В 1834 году в Эдинбурге со­стоялась торжественная церемония, на которой Грэма удостои­ли почетной награды.

Грэм был популярен не только в Шотландии, он пользовался известностью и среди ученых Лондона. Когда в 1837 году умер профессор химии Университетского колледжа в Лондоне Эдуард Тэнер, академический совет единодушно избрал на его места Томаса Грэма.

В то время Лондон был центром науки. Здесь работали са­мые выдающиеся ученые по всем отраслям знаний. Именно в Лондоне существовала возможность непосредственного контак­та с различными специалистами. Грэма радушно приняли в свой круг его лондонские коллеги. В 1837 году он стал членом Лон­донского королевского общества, во время заседаний которого он встречался и беседовал со многими видными учеными. Через доктора Уильяма Уэвелла Грэм познакомился с Майклом Фа-радеем.

— Так-то оно так, но часто эти интересы меняются... — Фарадей смолк, а потом продолжил: — Вот, например, я посте­пенно удаляюсь от химии, меня больше интересует теперь фи­зика. Главный вопрос сейчас для меня — электричество и свя­занные с ним явления.

— А я наоборот. Начал почти с чисто физических исследо­ваний, а теперь все больше перехожу к химии. Исследование фосфатов привело меня к проблеме кристаллизационной воды. Кристаллы почти всех солей фосфорных кислот содержат неко­торое количество воды. В разных солях количество кристаллиза­ционной воды различно. Я уже получил некоторые результаты в этой области и опубликовал их еще в Глазго.

— Да, я знаю их. Ваши взгляды на кристаллизационную воду весьма оригинальны. Вода действительно обладает исклю­чительным свойством связываться с другими веществами?

— Я убежден в этом. При растворении в воде атомы* солей гидратируются. Как следует из опытов, они связываются так прочно, что входят в состав соли даже в кристаллическом состо­янии. Анализы десятков веществ подтверждают это.

— Надеюсь. Но обязанности, возложенные на меня в уни­верситете, в известной степени мешают осуществлению моих планов. Я должен написать учебник химии.

Работа над учебником увлекла Грэма, и он на некоторое время прекратил экспериментальные исследования. Дружба с Фарадеем отразилась на его научных интересах. В результате появилась новая статья Грэма «Теория цикла Вольта», которую юн доложил в 1839 году на заседании Британской ассоциации.

Авторитет Грэма рос с каждым днем. Глубокие познания и оригинальные исследования выдвинули его в число первых сре­ди выдающихся английский ученых. Когда в 1842 году было ос­новано английское Химическое общество, Грэма избрали его президентом. Это общество и сегодня играет важную роль в раз­витии химической науки в Англии. После смерти Джона Даль­тона в 1844 году французские ученые избрали на его место Томаса Грэма — одного из одиннадцати выдающихся иностран­ных ученых — почетных членов Парижской академии.

Многочисленные обязанности мешали, однако, научной ра­боте Грэма. Ему без конца приходилось заседать в разнообраз­ных комиссиях: в 1846 году его назначили в состав комиссии по изучению вентиляции нового здания парламента; в следующем году уже другая комиссия подробно изучала вопрос об улучше­нии методов литья ружей, винтовок и пушек. В 1851 году Грэм совместно с профессором Миллером и профессором Гофманом проводил работу по определению чистоты и пригодности для питья воды некоторых городов Англии. В том же году Грэм был назначен членом жюри выставки химикатов и фармацевтиче­ских препаратов в Лондоне.

И тем не менее ученый не прерывал научно-исследователь­ской работы. Он продолжал изучать явления, связанные с дви­жением молекул газов, интересовался причинами, вызывающи­ми это движение, условиями, от которых оно зависит. Методы исследования газов Грэм применил и к жидкостям. Оказалось, что жидкости, будучи отделенными друг от друга полупроницае­мой перегородкой, могут переходить через нее. Таким же обра­зом ведут себя растворы, если их отделить от растворителя по­ристой перегородкой. Грэм назвал это явление «осмосом» и под­робно описал его в статье «Об осмотической силе» (1854 г.).

Открытие осмотических явлений было объявлено самым зна­чительным открытием года. По традициям Королевского химиче­ского общества автор статьи должен был выступить перед науч­ной общественностью с лекцией, в которой необходимо было подробно изложить сущность исследований и полученные ре­зультаты. Лекция  состоялась в конце декабря 1854 года. Это была вторая Бейкерианская лекция, с которой Грэм имел честь выступить перед учеными Лондона (первую лекцию он прочи тал в конце 1850 года в связи с исследованиями диффузии жид» костей) :

«... Явление это аналогично диффузии газов, но оно таит в себе еще много неясного. Газы диффундируют в двух направлениях, а жидкости только в одном. Сущность эксперимента в следующем. Широкую часть воронки накрываем животным пузырем, пергаментом или какой-либо дру­гой полупроницаемой перегородкой, потом воронку заполняем раствором определенного вещества и погружаем ее в воду так, что трубка воронк» остается над водой. Через некоторое время можно заметить, что жидкость по ней начинает медленно подниматься. Это показывает, что вода проникает через перегородку в раствор. Что переходит из раст­вора в воду, установить не удалось. Продолжительные исследования по­казали, что высота, до которой поднимается жидкость в трубке, сильно-зависит от природы растворенных веществ. Например, однопроцентные растворы хлоридов натрия, кальция, ртути и меди дают соответственно 2, 20, 121 и 351 мм высоты. Объяснение этому наблюдению еще больше усложняется тем фактом, что оно не связано с капиллярными явления­ми, как склонны думать многие исследователи. Один и тот же раствор-дает всегда одинаковое повышение уровня в трубке, несмотря на вид. полупроницаемой мембраны и толщину трубки, в которой находится ра­створ...»

С исследования осмотических явлений начался один из са­мых плодотворных периодов научной деятельности Грэма. В 1855 году ему предложили перейти на работу в лабораторию Государственного монетного двора. Грэм с радостью принял это» предложение, так как профессорская деятельность отвлекала его от проведения научных исследований, а членство в ряде прави­тельственных комиссий отнимало значительную часть драгоцен­ного времени.

Работа в лаборатории Монетного двора была сравнительно-спокойной, и ученый получил возможность посвятить свое вре­мя науке. В лаборатории он находил радость и смысл всей сво­ей жизни. Даже дома после трудового дня он мысленно возвра­щался в лабораторию, к опытам, к неизвестному, которое ждало» своего открытия.

Изучение осмотических явлений встречало большие труд­ности. Ученому никак не удавалось установить взаимосвязь между высотой поднимавшегося столбика жидкости и концен­трацией растворенного вещества. Грэм провел десятки, сотни, тысячи опытов, но все оказалось напрасным. Законы осмотиче­ского давления суждено было открыть Вильгельму Пфефферу лишь через 20 лет.

Прошло пять лет с тех пор, как Грэм начал работать в лабо» ратории Монетного двора. Он следил за достижениями ученых не только Англии, но и всего мира. Растворы изучали многие. Интересные открытия в этой области сделал Майкл Фарадей. Распыляя порошок металла в воде, он получил очень тонкие взвеси, сохранявшиеся длительное время. Эти «растворы» были очень похожи по свойствам на растворы кремневой кислоты, которые Грэм изучал вместе с молодым ассистентом Уильямом Остином. Томас Грэм не обзавелся в свое время семьей, и пото­му ничто не мешало ему задерживаться в лаборатории вместе с Остином до поздней ночи.

Грэм и Остин провели ряд исследований, на основе которых Грэм создал совершенно новую теорию веществ. В результате своих опытов они установили, что некоторые вещества образуют исключительно стойкие растворы. Если такой раствор подверг­нуть испарению и потом охладить, растворенное вещество вы­делится в виде кристаллов. Словом, такие вещества очень легко кристаллизуются. Другая группа веществ, как установили уче­ные, образует нестойкие растворы, которые легко коагулируют, и растворенное вещество осаждается в виде студенистого осадка или тонкого порошка. Несмотря на все усилия, им не удалось получить кристаллы веществ второй группы. Приняв, что свой­ство кристаллизоваться заключено в самой сущности веществ, Грэм разделил их на две группы: первые (легко образующие кристаллы) он назвал кристаллоидами, вторые (не образующие кристаллов) — коллоидами.

Растворы коллоидных веществ обладали и другим важным свойством: при охлаждении они постепенно сгущались и превра­щались в студнеобразную массу — гель. При нагревании гель снова превращался в жидкость — золь. Изучая диффузию рас­творов, Грэм установил, что коллоидные растворы не могут пере­ходить через перегородку, а кристаллоидные — переходят. Он сразу же использовал это свойство для получения совершенно чистых коллоидных веществ. С этой целью Грэм наливал кол­лоидный раствор в широкое блюдо, дно которого было выполне­но в виде полупроницаемой мембраны. Опущенное в ванну с чистой водой, блюдо плавало по ее поверхности наподобие лод­ки. Все соли, растворенные в коллоидном растворе, проникали через перегородку в чистую воду, а в блюде оставались лишь коллоидные частицы. После того как воду меняли несколько раз, в блюде оставался совершенно чистый коллоидный раствор, из которого можно было выделить и само вещество. Таким образом Грэму удалось получить очень чистые окись кремния, гидроокиси железа, алюминия и хрома, прусскую синь, оловян­ную, титановую, вольфрамовую и молибденовую кислоты. Неко­торые из этих веществ (например, окись кремния) встречаются в природе в кристаллическом состоянии. Эти исследования Грэ­ма способствовали формированию воззрений, развитых впослед­ствии другими авторами. Согласно этим воззрениям, коллоид­ное состояние является свойством всех веществ, но в определен­ных условиях.

Одновременно с изучением коллоидных растворов Грэм по-прежнему занимался газами. Причиной этому послужило откры­тие французского химика Анри Сент-Клер Девилля. Грэм не раз перечитывал сенсационную статью ученого.

— Остин, идите-ка сюда. Вот почитайте. Какое замечатель­ное открытие! — Он протянул журнал ассистенту. — Опять о прохождении газов через полупроницаемые перегородки.

— А мы поступим по-иному. Когда-то, лет сорок назад, я начал изучать диффузию газов и для этой цели мне служила одна-единственная стеклянная трубка. Теперь мы возьмем пла­тиновую трубку. Плотно закупорив ее с одного конца, выкачаем из нее воздух и поместим в атмосферу водорода; если то, о чем пишет Девилль, верно, через некоторое время внутри трубки должен накопиться водород.

Остин приготовил необходимые детали прибора, и они нача­ли эксперимент. Тонкие стенки платиновой трубки оказались полностью непроницаемыми для водорода не только при ком­натной температуре, по и при 200, 300 и даже 500 °С. Однако, когда температура платиновой трубки повысилась настолько, что металл раскалился докрасна и начал светиться, как разго­ревшийся уголь, в ней начал быстро накапливаться водород. Газ свободно проходил сквозь нагретую металлическую стенку трубки.

— Девиль совершенно прав. Надо проверить, проявляет ли платина это свойство только по отношению к водороду или по отношению к другим газам также, — возбужденно сказал Грэм.

Новое свойство платины так увлекло двух неутомимых экс­периментаторов, что они временно забросили все другпе пробле­мы. Через некоторое время ими было показано, что проникно­вение через платину является характерным свойством только водорода. Если платиновую трубку, нагретую докрасна, вводи­ли в сосуд, заполненный светильным газом, то в трубку прохо­дил только водород, а метан и другие газы, входившие в состав светильного газа, оставались в сосуде. В то время как в течение получаса в трубке накапливалось до ста кубиков водорода, объем проникших метана, азота, этилена, окиси и двуокиси углерода едва достигал одной десятой доли кубического санти­метра.

— Полная аналогия с каучуковыми мембранами, — сказал Грэм. — Когда я был молод и только начинал работать, я на­блюдал подобное явление на каучуковых мембранах. Если наполнить резиновый шарик воздухом, через некоторое время он сжимается, потому что часть заключенного в нем газа выхо­дит через тонкие стенки. Подумайте, анализ оставшегося газа показал, что это почти чистый азот. Каучуковая мембрана про­ницаема только для кислорода.

Новые, неожиданные результаты они получили только при работе с палладиевой трубкой. Водород проникал внутрь нее даже при комнатной температуре. Для объяснения перемещения воды сквозь полупроницаемую перегородку при осмотических явлениях Грэм предполагал, что она связывается с веществом мембраны и потом освобождается с другой стороны. Аналогия явлений навела его на мысль о том, что водород связывается с платиной и палладием, а на другой стороне металлической стенки освобождается.

— При какой температуре будем проводить опыт? Количе­ство поглощенного водорода сильно зависит от температуры. Мо­жет быть, не постоянен состав соединения?

Опыты с палладиевой пластинкой выдвинули новые пробле­мы. Нагретая и помещенная в атмосферу водорода, пластинка поглощала от 800 до 950 объемов водорода, который вновь вы­делялся при ее нагревании в вакууме.

— Надо попробовать получить соединение и другими мето­дами. Так поступал еще Пруст. Если состав второго соединения идентичен с составом первого, тоща мы можем быть уверенны­ми, что получили соединение, а не смесь. — Грэм задумался. — Для этой цели мы подвергнем электролизу подкисленную воду, а в качестве катода возьмем палладиевую пластинку. Кроме того, можно попробовать еще один вариант. Остин, залейте не­много цинкового порошка серной кислотой и погрузите в рас­твор палладиевую пластинку. Она взвешена?

800 до 950 объемов водорода. Она сохраняла свои металличе­ские свойства, хотя количество поглощенного водорода измени­лось. Однако говорить об определенном соединении было бы еще слишком смело.

— Скорее, здесь происходит поглощение газа металлом. Образовавшийся продукт можно назвать сплавом, а не соеди­нением, — сказал Грэм.

— Но сплавы получаются при растворении одного металла в другом, — сказал Остин. — В нашем же случае это газ. Разве можно говорить о водороде как о металле?

— Почему бы и нет? Палладиевая пластинка, которая погло­щает водород, хорошо проводит электрический ток, сохраняет ковкость и металлический блеск. Если бы водород не обладал свойствами, характерными для металлов, то свойства металли­ческой пластинки должны были бы резко измениться. Впрочем, можно поискать и новые доказательства, исследуя магнитные свойства пластинки.

Тонкая палладиевая пластинка, укрепленная на острие иголки, отклонялась под действием земного магнетизма на 10 градусов. После того как Остин обработал ее водородом и поглощение составило около 600 объемов газа, ее отклонение возросло до 48 градусов.

— Сомнений быть не может! Водород обладает сильно выра­женными магнитными свойствами, — оказал Остин. — Выходит, ваша теория верна. Водород надо рассматривать как металл.

— Парадоксально, но для меня это факт. Явление, назван­ное «окклюзией», т.к. поглощение водорода палладием, плати­ной и другими металлами, является достаточным доказатель­ством этому.

Это были одни из последних экспериментов ученого. 13 сен­тября 1869 года смерть положила конец его исследованиям, ко­торые он проводил в течение 40 лет.

Научная общественность отдала последнюю дань выдающе­муся исследователю, воздвигнув памятник в его родном городе Глазго. Запечатленные в бронзе глаза Томаса Грэма и сегодня смотрят на чудесный мир неизведанного, мир непрерывных ис­каний взаимосвязей в природе, мир, которому он посвятил свою жизнь.