В главе 14 мы исследуем взаимосвязь убийства и гор в истории, в которой химическое понятие растворимости используется, чтобы раскрыть преступление и изготовить эффективные таблетки для фармацевтической промышленности.
К году издания этой книги прошло ровно 50 лет с тех пор, как Боб Дилан ответил на множество загадочных вопросов двусмысленной строчкой «ответ – в дуновении ветра» на стороне А пластинки «The Freewheelin’ Bob Dylan». Но по крайней мере на один из этих вопросов – «Как долго может просуществовать гора, прежде чем ее смоет в море?» – мы можем попытаться ответить, поскольку часть ответа заключается в одном из известных универсальных правил, которые учат все химики-новички: соединения положительно заряженных ионов металлов с оксидами (О2–), сульфидами (S2–), фосфатами (РО43–), силикатами (SiO42–) и карбонатами (СО32–) не растворяются в воде; а соответствующие нитраты (NO3—), хлориды (Cl—) и бромиды (Br—) растворимы[168].
Если применить это правило к тому, что можно найти на вашей кухне, это означает, что, когда вы кладете ложку столовой соли (NaCl) в воду, соль «исчезает», и делает это быстрее при нагревании или перемешивании, а вода при этом выглядит такой же, какой была до того. Чтобы найти нерастворимые вещества, перейдем к более дорогостоящему содержимому наших сервантов и посмотрим, в каком состоянии находится столовое серебро и медная посуда. Когда подобные вещи выставлялись на всеобщее обозрение, моя мама заставляла меня чистить их при помощи специального средства для серебра или меди, поскольку оксиды и сульфиды, образующие пятна на металлических поверхностях, не исчезают при мытье водой – они абсолютно нерастворимы. Это подходящее для ребенка, но скучное занятие заменяло мне в детстве набор юного химика.
Однако в учебниках по химии обычно не рассказывается о существовании всеобъемлющих следствий этих правил, которые можно увидеть по всему миру. Почему горы состоят из пород, в составе которых есть оксиды, сульфиды, фосфаты, силикаты и карбонаты? Потому что они нерастворимы! Любую гору, состоящую из хлорида натрия, и в самом деле «смыло бы в море» тысячи лет назад, а там, где добывают NaCl, он также известен как «каменная соль», и его можно найти либо под землей, либо в регионах с очень засушливым климатом[169].
И этот факт приводит нас к герою и героине данной главы. Насколько мне известно, Агата Кристи (1890–1976) и Герберт Доу (1866–1930) никогда не были знакомы, но оба они отчасти обязаны своей блестящей карьерой одному и тому же элементу – брому, адрес которого в Периодической таблице выглядит так: зарядовое число 35, 17-я группа, 4-й период, символ Br; бром живет прямо под хлором.
Поскольку ион брома (Br—) – это единственная форма (или скорее степень окисления), в которой этот элемент встречается в природе, законы растворимости говорят нам, что добыча бромсодержащих полезных ископаемых вряд ли может увенчаться успехом. Соединения типа NaBr очень легко растворяются в воде, а бром к тому же тяжелый элемент – они встречаются в природе реже, чем легкие (это весьма общее правило, из которого существует множество исключений). Однако схожесть свойств элементов из одной группы (столбца) означает, что там, где мы находим хлор, можно обнаружить и бром, но в меньшей концентрации. И в самом деле, в морской воде на каждый ион брома приходится 666 ионов хлора (это число выглядит зловещим, но я уверен, что это всего лишь совпадение, а не послание от высших сил).
