KOMENTARZ

ZADZIWIENIA

Philip i Phylis Morrison

Ciemna strona azotu

Wnaszym paêdziernikowym

felietonie opisaliÊmy wyjàt-

kowe zalety azotu jako na-

DUSAN PETRICIC

wozu. Powrót mitu Gwiezdnych wojen sk∏oni∏ nas do ponownego porusze-nia tematu azotu, tym razem jed-z odleg∏oÊci mi´dzy maleƒkimi czàst-nak jego ciemnej strony: gaz ten jest kami utleniacza i paliwa, którà muszà sk∏adnikiem wi´kszoÊci materia∏ów pokonaç atomy. W nowszych materia-wybuchowych.

∏ach wybuchowych tlen, azot, wodór Zacz´∏o siód saletry, nieodzow-i w´giel tkwià obok siebie w ka˝dej po-nego azotowego sk∏adnika doÊwiadcze-jedynczej czàsteczce. „Wymieszane” sà nia opisanego po raz pierwszy w IX wie-w skali atomowej i przy odparowaniu ku przez taoistycznego alchemika.

przez krystalizacj´. Dok∏adne, lecz mogà zderzyç siód razu.

Ostrzega∏ on, ˝e mieszanina saletry, ostro˝ne ucieranie mieszanki: 75% wa-SzybkoÊç propagacji reakcji wzd∏u˝

siarki i substancji zawierajàcej w´giel gowych bia∏ej saletry, 15% w´gla drzew-próbki materia∏u wybuchowego mo˝-

(suszonego miodu?) poparzy∏a ludziom nego i 10% ˝ó∏tej siarki, daje ziarnistà, na zmierzyç. Swobodny lont prochowy rće i twarze, „a nawet sp∏onà∏ ca∏y czarno-szarà substancj´ – dok∏adnie wy-pali siśzybko, kilka milimetrów na se-dom”. Ta idealistyczna w zamierze-mieszany proch strzelniczy, ciàgle po-kund´. Zamknićie podnosi ciÊnienie, niu wskazówka pos∏u˝y∏a chiƒ-

co zwi´ksza gśtoÊç i tempe-

skim in˝ynierom do wynale-

ratur´ pierwszych produktów

zienia prochu strzelniczego, a Trzeba by∏o tragedii, by ludzie gazowych. Nie ma mieszanin

jeszcze przed rokiem 1200 –

naprawd´ jednorodnych: punk-

poznali ciemnà stron´

wszystkich machin znanych dziÊ

ty zapalne to miejscowe zagśz-jako strzelby i armaty. Zacofany ogrodnicznych granulek azotanowych. czenia i agregaty, pćherzyki Zachód nied∏ugo sióciàga∏ i na gazów, a nawet ma∏e kryszta∏-

krótko przed rokiem 1300 jacyÊ

ki, które pierwsze zapalà siánonimowi koledzy po fachu owego sta-wszechnie u˝ywany. Proch strzelniczy i sp∏onà. Gdy gdzieÊ zwi´ksza sićiÊnie-rego taoisty zakoƒczyli swój w∏asny pali si´ gwa∏townie na otwartej przestrze-nie, gazy siźagśzczajà, tworzy si´ wi´-

przepis, okazujàc wspania∏e poczucie ni, a jeszcze szybciej zamkni´ty w tulei cej punktów zapalnych, wićej pćhe-rzeczywistoÊci podobnym ostrze˝eniem, petardy, nie mówiàc ju˝ o mocnym uÊci-rzyków, które siźapalajà, a˝ w koƒcu ale po ∏acinie: „Zabrania siśporzàdza-sku stalowej lufy. (Nie powinnyÊmy jed-zajmuje sića∏oÊç. Odpowiednio skom-nia tego... pod dachem z uwagi na nie-nak zapominaç o jaÊniejszej stronie pro-presowane nowoczesne substancje za-bezpieczeƒstwo.”

chu strzelniczego. Mieszanka ta, choç na palne mogà spalaç siź szybkoÊcià na-Saletry od dawna u˝ywano w staro-ogó∏ mniej bogata w azotany ni˝ u˝ywa-wet milimetra na mikrosekund´ – dziÊ

˝ytnych Chinach w metalurgii i sporzà-

na w broni palnej, ciàgle s∏u˝y do wy-nie sà to ju˝ proszki, lecz ziarna jedno-dzaniu leków. Jest to bia∏y, kredowy mi-strzeliwania i zapalania cieszàcych oko rodnie nitrowanych zwiàzków organicz-nera∏ naturalny, pokrywajàcy ca∏e po-sztucznych ogni.)

nych, odpowiednio ukszta∏towane i

∏acie ziemi w licznych ciep∏ych, lecz nie-To nie nadzwyczaj du˝a iloÊç uwal-przedzielone przestrzeniami wype∏nio-zbyt wilgotnych okolicach Chin i Indii.

nianej energii odró˝nia materia∏ wybu-nymi gazami. W ciàgu milisekundy ∏a-Poszukiwanym w niej zwiàzkiem jest chowy od innych substancji palnych. Li-dunek staje si´ bardzo goràcym gazem, dobrze rozpuszczalny azotan potasu.

czy si´ moc i iloÊç energii uwalnianej zajmujàcym obj´toÊç kilka tysićy razy W Europie, gdzie minera∏ ten jest rzad-w danym czasie. Gram wybuchowego wi´kszà od pierwotnego proszku, choç koÊcià, pozyskiwanie saletry sta∏o si´

materia∏u nawet o du˝ej mocy uwalnia czo∏o reakcji przemieszcza siźaledwie sprawà wagi paƒstwowej. Tam te˝ bia-podczas spalania mniej wićej tyle sa-z pr´dkoÊcià poddêwi´kowà.

∏y osad, który pojawia∏ si´ pod wp∏y-mo energii co gram drewna opa∏owe-Termin „materia∏y wybuchowe” do-wem d∏ugotrwa∏ego dzia∏ania zwierz´-

go. Zasadniczà sprawà jest skala, w ja-tyczy mieszanin takich jak trotyl, w któ-

cego lub roÊlinnego nawozu, zdrapy-kiej zmieszane sà paliwo i utleniacz.

rym czo∏o eksplozji przemieszcza si´

wano z wilgotnych Êcian i klepisk za-Atomy p∏onàcej drewnianej drzazgi mu-z pr´dkoÊcià ponaddêwi´kowà; kom-gród czy stajni.

szà jakoÊ zetknàç siź atomami tlenu presja i zamknićie nie wp∏ywajà zna-Wczesna technologia chemiczna po-w otaczajàcym jà powietrzu. W prochu czàco na raz ju˝ rozpocz´tà detonacj´.

zwala∏a na oddzielenie po˝àdanego strzelniczym atomy tlenu saletry ju˝ sà Reakcje te sà o wiele szybsze ni˝ w przy-zwiàzku z roztworu surowej saletry w Êrodku, a opóênienie wynika jedynie Ciàg dalszy na stronie 116

114 ÂWIAT NAUKI Grudzieƒ 1999

KOMENTARZ

SKOJARZENIA

James Burke

W pewnym

stopniu

Siedzia∏em w kokpicie pilotów placówkach w transatlantyckiego Boeinga 777, co bardziej parnych

przypatrujàc sińawigacyjnej ma-zakàtkach Êwiata padali

gii, kiedy uÊwiadomi∏em sobie, ˝e jak muchy na malari´. Hm,

wszystko to zacz´∏o siód owych hm. A wić chinina postawi na no-dwóch XVIII-wiecznych wypraw fran-gi ka˝dego i s∏oƒce nigdy nie zajdzie cuskich, majàcych zbadaç, czy stopieƒ

nad Imperium. Bomba. W 1852 roku DUSAN PETRICIC

d∏ugoÊci geograficznej na pó∏nocy nie wystosowano do rzàdu brytyjskiego for-jest d∏u˝szy ni˝ na równiku. Do Peru malnà petycjó sfinansowanie ekspe-wys∏ano samego nieustraszonego Char-dycji po sadzonki chinowca, aby pod-

˚yciorys zawodowy mia∏ bardzo uroz-lesa-Mari´ de La Condamine, który od-hodowaç je w Kew, a gdy b´dà dosta-maicony: szef marynarki chilijskiej, pokry∏, ˝e na równiku stopieƒ jest krótszy tecznie silne – przesadziç do Indii. Nie-tem brazylijskiej i greckiej. Thomas ws∏a-

(jako ˝e Ziemia jest sp∏aszczona na bie-stety, drzewka nie chcia∏y rosnàç i pro-wi∏ siŕównie˝ opracowaniem „Tajnego gunach). Wracajàc do domu w 1743 ro-blem nie zosta∏ rozwiàzany.

planu wojennego”. Tajnego do dziÊ. Co-ku, La Condamine sp∏ynà∏ tratwà w dó∏

Tymczasem z pomocà nie pospieszy-chrane twierdzi∏, ze dzi´ki jego planowi Amazonki, po drodze pracowicie spi-

∏a nauka, w osobie pewnego chemika, zniszczyç mo˝na dowolnà flotćzy forte-sujàc notatki. Jednà z miliona rzeczy, Williama Perkina, który w 1856 roku ca-cńa Êwiecie. W 1811 roku „Tajnym pla-o których mimochodem wspomnia∏, by-

∏e tygodnie przesiedzia∏ nad chemicznà nem” zajà∏ sińa zlecenie brytyjskiego

∏o drzewo kauczukowe. Z jego wy-rzàdu Tajny Komitet, który tchórz-suszonej ˝ywicy wytwarza∏o siĺiwie odrzuci∏ go jako: „niezawod-przedziwnà substancj´, która czy-Thomas ws∏awi∏ siópracowaniem ny i nie do odparcia, lecz nieludzki”.

ni∏a coÊ, co dla XVIII-wiecznych Nigdy go wić nie poznamy.

„Tajnego planu wojennego”.

oczu by∏o niesamowite i cudowne.

Jednym z mićzaków z komitetu Odbija∏a si´.

by∏ William Congreve, który w∏a-W 1820 roku angielski fabrykant po-syntezà chininy. W koƒcu wyproduko-snym wynalazkiem, rakietà Congreve’a, wozów nazwiskiem Thomas Hancock wa∏ jakieÊ czarne paskudztwo oleiste, zapisa∏ si´ w pieÊni i historii. W∏aÊnie, skupowa∏ ka˝dà iloÊç owego po∏udnio-które na pewno nie by∏o chininà. Perkin w pieÊni. Na przyk∏ad w Gwiaêdzistym woamerykaƒskiego dziwa, jaka tylko zatem wyrzuci∏ je do zlewu, zobaczy∏, sztandarze, gdy mowa o „czerwieni ra-wpad∏a mu w rće (a nie by∏o tego wie-co sta∏o siź wodà, i prawie z dnia na kiet”, gdy˝ w∏aÊnie setki rakiet Congre-le) i robi∏ z niego elastyczne gumki i pod-dzieƒ zosta∏ milionerem, poniewa˝ uda-ve’a my, Angole, wystrzeliliÊmy na Fort wiàzki, podeszwy i obcasy, sztuczne z´-

∏o mu si´ przypadkiem wynaleêç pierw-McHenry w 1814 roku, dajàc natchnienie by oraz wszelkiego typu chirurgiczne szy sztuczny barwnik anilinowy. Jako m∏odemu Francisowi Scottowi Keyowi sprz´ty, jak pasy przepuklinowe, opaski surowca Perkin u˝ywa∏ obrzydliwej kle-do napisania s∏ów obecnego amerykaƒ-

i banda˝e. Wkrótce popyt na gum´ by∏

istej mazi, odpadu z przemys∏u gazowe-skiego hymnu narodowego. Muzyk´, wrćz nieograniczony, zw∏aszcza gdy go: smo∏y w´glowej, o której kiedyÊ ju˝

choç to mo˝e dziwne, stworzy∏ Anglik, Hancock i jego partner Charles Macin-wspomina∏em. Dostaç jà mo˝na by∏o na John Stafford Smith, organista w Kaplicy tosh nanieÊli jà mi´dzy warstwy bawe∏-

tony dzi´ki najlepszemu kumplowi Ja-Królewskiej. W latach siedemdziesiàtych ny i wynaleêli p∏aszcz przeciwdeszczo-mesa Watta, Williamowi Murdockowi, XVIII wieku Smith by∏ na szczycie wszel-wy. Napisali wić do odpowiednich który poniekàd gwizdnà∏ pomys∏ na kich list przebojów jako kompozytor hi-w∏adz: Hodujmy toto w naszych wschod-oÊwietlenie gazowe Archibaldowi Co-tów w rodzaju Flora Now Calleth Forth Each nich koloniach. Zbijemy grubà fors´, co chrane’owi, który by∏ ósmym hrabià Flower. By∏ równie˝, na swój sposób, wy na to? Królewskie Ogrody Botanicz-Dundonald i eksperymentatorem amato-pierwszym muzykologiem. Szefem Smi-ne w Kew (których zadaniem by∏o zaj-rem. Uzyskiwa∏ on gaz w´glowy przy tha w kaplicy by∏ kompozytor Samuel Ar-mowanie si´ takimi przeszczepami) od-okazji wytwarzania z paku w´glowego nold, który nieêle wychodzi∏ na sk∏ada-powiada∏y g∏uchym milczeniem.

mazid∏a do powlekania kad∏ubów okr´-

niu razem roboty innych z odrobinà Okaza∏o si´, ˝e ich dyrektora, Willia-tów wojennych dla ochrony przed uwiel-w∏asnej twórczoÊci. Arnold by∏ tak˝e kil-ma Hookera, obchodzi∏o bardziej inne biajàcymi drewno Êwidrakami. Mary-kakrotnie dyrektorem muzycznym w Co-drzewo z tego samego kraƒca Êwiata, narce pomys∏ sińie spodoba∏ i Co-vent Garden i Drury Lane. Oba te teatry znane pod nazwà chinowca, z którego chrane zosta∏ zrujnowany.

zatrudnia∏y równie˝ ówczesnego Spiel-kory mo˝na by∏o otrzymaç chinin´.

Jak na ironi´, jego syn Thomas, dzie-berga – Davida Garricka, który wprowa-A chodzi∏o o to, ˝e administratorzy wiàty hrabia Dundonald, skoƒczy∏ jako dzi∏ na scen´ pierwsze nowoczesne efek-i wojskowi Imperium Brytyjskiego na admira∏ brytyjskiej marynarki wojennej.

ty specjalne, a do aktorstwa realizm.

ÂWIAT NAUKI Grudzieƒ 1999 115

Garrick mia∏ wysoko urodzon´ pa-ich owiec, Êwiƒ i byd∏a. Wszystko to czasie algebry i przez jakiÊ czas ca∏a trój-tronk´, lady Dorothy Savile, bieg∏à by∏o cz´Êcià rewolucji agrarnej, którà ka (ona, Voltaire i nauczyciel algebry) karykaturzystk´, której mà˝, lord Bur-Coke pomóg∏ zapoczàtkowaç innymi

˝y∏a sobie w pewnego rodzaju ménage lington, mia∏ sporo do powiedzenia w wymyÊlnymi zabiegami w rodzaju p∏o-

ˆ x + y + z w zamku Emillie w Szampa-

Êwiecie artystycznym. Permanentnym dozmianu, uprawy rzepy (jako zimo-nii. Póêniej Z wybra∏ si´ w podró˝. Po-protegowanym Burlingtona (tudzie˝

wego pokarmu dla inwentarza) i koni-wróci∏ z niej dwa lata póêniej przez Ba-nauczycielem rysunków lady D.) by∏

czyny (u˝yênia∏a pole przez wzboga-zyle´, skàd przywióz∏ ze sobà m∏odego William Kent. Sà tacy, którzy uwa˝ajà canie gleby w azotany, choç wtedy te-studenta, który okaza∏ si´ jednak takim Kenta za trzeciorz´dnego malarza i dru-go jeszcze nie wiedziano). Wiele ze swo-gburem, ˝e Emillie i Voltaire pok∏óci-gorz´dnego architekta, ale pierwszo-ich lepszych pomys∏ów Coke zawdzi´-

li siź oboma. W tym czasie Voltaire rz´dnego ogrodnika. Mo˝e i majà racj´.

cza∏ ludziom takim jak Jethro Tull, skonstatowa∏ (wraz z resztà Francji), ˝e Dzie∏em jego ˝ycia w dziedzinie archi-którego dzie∏o na temat rolnictwa by∏o Z sta∏ siárogancki w najwy˝szym stop-tektury by∏ Holkham Hall w Norfolk, w Anglii przebojem roku 1731, a dwa-niu. W∏aÊciwie nic w tym dziwnego, podobno pierwszy przypadek, kiedy dzieÊcia parĺat póêniej we Francji.

gdy wziàç pod uwag´, gdzie Z ostatnio angielski architekt zaprojektowa∏ ∏àcznie Tam jednym z jego bardziej zagorza-przebywa∏.

budynek, wn´trza i umeblowanie. Wy-

∏ych wielbicieli by∏ Voltaire, który na Przypominacie sobie, jak mówi∏em, nik niektórych zachwyca, innych –

emeryturze zajà∏ siśtosowaniem za-

˝e jedna z tych dwóch francuskich wy-wrćz przeciwnie.

sad Tulla na swojej dzia∏ce w Ferney praw, z La Condaminem na czele, wyru-W∏aÊcicielem pa∏acu by∏ Thomas w Szwajcarii. Dzia∏o si´ to d∏ugo po szy∏a w sprawach geodezyjnych do Pe-Coke, hrabia Leicester, który w 1822 ro-

Êmierci najwi´kszej (z wielu) mi∏oÊci ru? Otó˝ Z (znany równie˝ jako Pierre-ku, w wieku lat 69, jako wdowiec i oj-Voltaire’a – Emillie du Châtelet. Prze-Louis Moreau de Maupertuis) by∏ tym ciec trojga potomstwa, o˝eni∏ si´ po-

˝y∏ z nià kilka szcz´Êliwych lat w wiej-facetem, który uda∏ si´ do Laponii mie-wtórnie i sp∏odzi∏ jeszcze szóstk´.

skiej sielance intelektualnej po tym, gdy rzyç stopieƒ d∏ugoÊci geograficznej na Wysokiej klasy hodowca mo˝na by rzec.

si´ poznali w 1733 roku i uÊwiadomili pó∏nocy.

Hodowlúda∏o mu siśpopularyzowaç sobie obopólnà nami´tnoÊç (do prac T∏umaczy∏a

wÊród okolicznych rolników, a ÊciÊlej –

Newtona). Emillie uczy∏a si´ w owym Magdalena Pecul

ZADZIWIENIA, ciàg dalszy ze strony 114

cych sk∏adnikami podstawowymi sà scha. Jej produkcja zaopatrywa∏a w padku najlepszych nawet substancji za-ró˝ne w ró˝nych materia∏ach wybucho-zwiàzki azotowe walczàce Niemcy, a po palnych: szybkoÊç ich przemieszczania wych, poniewa˝ ich wytwórcy ciàgle jej likwidacji na pobliskim polu usypa-to szeÊç do dziesićiu milimetrów na starajà siúlepszyç ich energi´, wra˝-

no wielki stos zapasów azotanu amo-milisekund´. Wi´kszoÊç – choç nie liwoÊç na dzia∏anie czynników zew-nu. Gdy kraj zaczà∏ wydobywaç si´

wszystkie – z uwolnionych atomów do-n´trznych, jednorodnoÊç oraz obni˝yç z chaosu gospodarczego, zarzàdcy fa-starcza maksymalnych iloÊci energii, ∏à-

koszty produkcji.

bryki pomyÊleli o odzyskaniu pozycji czàc si´ w trwa∏e czàsteczki azotu, wo-Pierwszymi materia∏ami wybucho-przedsi´biorstwa, mo˝e nawet o sprze-dy i dwutlenku w´gla.

wymi o du˝ej mocy by∏y nitrogliceryna da˝y nawozu. W 1921 roku w stosie wy-Nitrowanie odbywa si´ przez przy-oraz bawe∏na strzelnicza – rodzina po-wiercono liczne otwory, w których

∏àczenie jednej lub wićej czàsteczek limerów zwanych nitrocelulozami.

umieszczono ∏adunki wybuchowe ma-prostych tlenków azotu do czàsteczki Alfred Nobel znalaz∏ sposób na po-jàce rozkruszyç go w celu ∏atwiejszego zwiàzku organicznego. Mo˝e to byç do-skromienie ciek∏ej nitrogliceryny – po-wywiezienia. Sta∏o siínaczej: wybu-brze znany produkt petrochemiczny, ta-t´˝nego, lecz zbyt wra˝liwego, a wić ch∏a ca∏oÊç, a w wyniku ogromnej eks-ki jak toluen, który gdy jego w´glowo-ma∏o praktycznego materia∏u wybu-plozji o mocy 4500 t, najwi´kszej do dorowy pierÊcieƒ ozdobiç symetrycznie chowego przez zaabsorbowanie jej i roz-owego czasu, zgin´∏o 600 ludzi w rejo-trzema grupami NO , zmienia si´ w tri-cieƒczenie w ziemi okrzemkowej. Ta nie Oppau!

2

nitrotoluen, TNT, czyli trotyl.

nowa wersja dynamitu – ob∏askawio-By∏a to lekcja brutalna, lecz nie ostat-Wspó∏czesnà fabrykćhemicznà, na nego przez coÊ podobnego do granulo-nia. W 1947 roku dwa statki wy∏adowa-oko zbli˝onà do zwyk∏ej rafinerii ropy wanej wyÊció∏ki do kuwet kocich, tyle ne „rolniczym” azotanem amonu wy-naftowej, da si´ wyposa˝yç w mo˝li-

˝e bardziej zaawansowanej technicznie buch∏y z mocà kilotonowà w Texas City.

woÊç Êcis∏ej kontroli etapów reakcji oraz

– ciàgle stosowana jest do celów poko-W rozmyÊlnej detonacji czterech ton te-dobrania ciÊnienia i temperatury odpo-jowych, choç obecnie w kopalniach, go zwiàzku w Oklahoma City ponownie wiednio do katalizatorów, aby z amo-kamienio∏omach i przy wyr´bie lasów da∏a o sobie znaç jego dwojaka natura, niaku i tlenu wytworzyç kwas azoto-najcz´Êciej u˝ywa si´ popularnego na-a tak˝e i nasza.

wy, z kwasu azotowego i amoniaku wozu ogrodowego – azotanu amonu –

Eksplozje nuklearne dzia∏ajà na zu-azotan amonu lub te˝ z amoniaku i rozpuszczonego w ma∏ych drobinach pe∏nie innà skal´: wytwarza si´ milio-dwutlenku w´gla mocznik – nieszko-wody, rozprowadzonych nast´pnie w ny razy wićej energii, pot´gujàc moc.

dliwy nawóz sztuczny. Materia∏y wy-oleju. Przewozi si´ go pod postacià du-Powszechnie wiadomo, ˝e gatunek nasz buchowe do celów militarnych – trotyl

˝ych, opakowanych w plastik parówek nie przetrwa pe∏nego militarnego wy-podczas I wojny Êwiatowej, mieszank´

– jest wtedy bezpieczny, ∏atwy w u˝yciu korzystania rozszczepienia i syntezy trotylu i RDX podczas II wojny Êwia-i niedrogi.

termojàdrowej. Stanom Zjednoczonym towej i wspó∏czesne, bardziej skompli-Trzeba by∏o tragedii, by ludzie po-przypad∏a tu szczególna odpowiedzial-kowane substancje równie˝ wytwa-znali ciemnà stronógrodnicznych gra-noÊç. Czy jesteÊmy tego dostatecznie rza siźwykle w takich fabrykach, za-nulek azotanowych. Po zakoƒczeniu Êwiadomi?

silanych gazem ziemnym lub ropà. Czà-

I wojny Êwiatowej zamkni´to pierwszà T∏umaczy∏a

steczki zwiàzków organicznych b´dà-

fabrykámoniaku metodà Habera–Bo-Magdalena Pecul

116 ÂWIAT NAUKI Grudzieƒ 1999