Дым коромыслом
Кандидат химических наук Максим Абаев
Как обычно пишут в учебниках, дым — это взвесь из микроскопических твёрдых частичек. Можно сравнить с тополиным пухом, если только пушинки сделать во много тысяч раз меньше.
Как обычно пишут в учебниках, дым — это взвесь из микроскопических твёрдых частичек. Можно сравнить с тополиным пухом, если только пушинки сделать во много тысяч раз меньше. Если же по-научному, то дым представляет собой аэрозоль, который образуется при неполном сгорании чего-то, что может гореть. Но определение из книги, пусть и верное, не даёт особого понимания, как же берёзовое полено растворяется в воздухе с образованием этих маленьких твёрдых частичек и какие процессы скрываются за этим самым «неполным сгоранием». А там есть кое-что интересное.
Начнём с твёрдых частичек. Откуда они берутся? Может показаться, что огонь в костре откусывает небольшие кусочки от дерева, обжаривает их со всех сторон и выбрасывает прочь (ещё и целясь при этом в ваши глаза). Но это не так. Твёрдая часть дыма образуется непосредственно в пламени в результате серии сложных химических реакций, где огонь выполняет роль своеобразной колбы без стенок, можно сказать, даже целого химического реактора. Кстати, «твёрдый дым» — это не что иное, как сажа. Поэтому если ваша детская мечта поймать радугу в один прекрасный день разбилась о беспощадные законы физики, то химия к мечтам относится существенно гуманнее. Хотите посмотреть на собранный в баночку дым? Просто загляните в печную трубу или, на худой конец, в выхлопную трубу автомобиля. Может, будет не так красиво, зато это будет самый настоящий сконденсированный дым — сажа. И её даже можно потрогать, в отличие от результата дисперсии солнечных лучиков. Тут, правда, возникает вопрос, почему если дым белый, то сажа — чёрная? Чтобы ответить на него, надо разобраться с составом сажи.
Сажу ещё называют аморфным углеродом. Аморфным — значит без какой-то определённой структуры. Углерод в форме алмаза или графита — это про строгий порядок, где каждый атом знает своё место. А сажа — это царство углеродной «анархии». Хочешь образовать чешуйки графита — пожалуйста. Хочешь объединиться в полиароматические углеводороды — без проблем. Поиграть в атомарный футбол фуллереновыми мячиками или построить колодец из углеродных нанотрубок — отличная идея. Пригласить в углеродный дом минеральную золу и захватить на вечеринку пару-тройку попавшихся по пути органических молекул — сажа рада любым гостям! А теперь про то, откуда берётся вся эта химическая вольница...
Продолжение статьи читайте в номере журнала
