Очевидно, ідеально чисті речовини взагалі не можуть взаємодіяти. Відомо, що хлор і водень дуже активно взаємодіють один з одним. Якщо змішати ці два гази при світлі, то станеться сильний вибух. У темноті реакція проходить дещо повільніше. Коли ж обидва гази старанно висушити (багато разів пропустити через фосфорний ангідрид), то після змішання така реакція не відбудеться. Більш того, скільки б ми не освітлювали суміш, скільки б її не підігрівали, не буде навіть ознаки реакції Н2 + Сl2 = 2НСl.
Ось рівняння реакції водню й хлору. При чому тут вода? Її не видно ні справа, ні зліва. Але вода відіграє велику роль у початку реакції і в її перебігу, порушуючи хімічну однорідність згаданої суміші.
Звичайно, цікаво знати про властивості дуже чистих речовин, але спочатку треба твердо і точно знати, як «поводять себе» речовини звичайного ступеню чистоти.
І далі. Як бути з константами для надчистих рідин? Може, з довідників треба викинути дані про температури кипіння, оскільки вони відповідають рідинам, що містять деяку кількість вологи? Ну, закреслимо, а що вписати на місце закресленого? Яку, наприклад, температуру кипіння має бензол? Писати 80° чи 88°, чи 106°. І тут треба відповісти: викреслювати нічого не потрібно. На практиці майже завжди доводиться мати справу з таким бензолом, який кипить при температурі 80°. Це ж саме можна сказати про всі інші речовини.
Світ нескінченно малих
Після сказаного вище доречно навести кілька фактів, які покажуть читачеві, що проблема малих кількостей речовин і тісно пов’язана з нею проблема надчистих речовин являють собою не приватний інтерес хімії, а мають велике значення для багатьох галузей знань.
Найбільше прикладів впливу надзвичайно малої кількості речовин на властивості сполук дають нам явища каталізу. Ми вже вказували на каталітичну дію мізерних домішок води на реакцію взаємодії водню з хлором. Наведемо ще один приклад каталітичної дії малої кількості речовини. Перекис водню (Н2O2) — речовина в звичайних умовах досить стабільна. Та варто внести в перекис водню платину концентрацією в три мільярдні частки грама, як зразу ж починається бурхливий розклад Н2O2 = Н2O + О. А втім, це розкладання можна припинити в одну мить, отруївши каталізатор. Для платини-каталізатора найсильнішою отрутою є синильна кислота. Досить створити в розчині концентрацію синильної кислоти в одну мільярдну грама на один мілілітр, як розкладання перекису припиняється.
У старовину, а інколи і в наш час, монастирі спекулюють «святою» водою, яка нібито «зціляє» від багатьох хвороб. Цікаво, що при деяких хворобах, особливо шлункових, вона дійсно виявляє цілющу дію.
Але вся справа в тому, що під виглядом «святої» ченці продають воду, настояну на срібних монетах або предметах. Під час настоювання у воду переходять мізерні кількості срібла, але й їх досить, щоб згубно вплинути на велику кількість бактерій. Адже в середовищі, яке містить одну мільярдну грама срібла в мілілітрі, гине багато бактерій. Ось чому в старовину дуже цінували срібний посуд: люди давно примітили, що їжа, приготовлена в такому посуді, вигідно відрізняється від будь-якої іншої.
Ми оперуємо зараз величинами: одна мільярдна, три мільярдних і т. п. Знаючи з власного досвіду, як важко уявити собі такі мізерні величини, я ще раз дозволю собі вдатися до порівняння.
Отже, що таке одна мільярдна грама?
Припустимо, нам вдалося грудочку цукру-рафінаду поділити порівну між усіма мешканцями нашої планети. Скільки тоді дісталося б кожному? У п’ять раз більше, ніж одна мільярдна грама: 5∙10–9 г. Тепер уявіть собі цю грудочку цукру, кількість людей на земній кулі і тоді, можливо, збагнете, якими мізерними величинами оперує сучасна хімія.
Ще дивовижніші приклади дає нам біологія. Зараз доведено, що в рості рослинних клітин активну участь бере речовина ауксин. Якщо з допомогою шприца ввести ауксин у стебло рослини, то в цьому місці починається інтенсивний ріст клітин, який призводить до викривлення стебла. За одиницю ауксина приймають таку кількість ного, яка дає відхилення стебла вівса на 10°. У грамах ця одиниця дорівнює 2∙10–11, тобто двом стомільярдним грама.
Людський нюх дає дивовижні приклади реєстрації мізерної кількості речовини. Органічну сполуку меркаптан, який має неприємний запах, людина може виявити навіть тоді, коли одна частина його припадає на п’ять мільярдів частин повітря. Якщо перевести ці числа в грами, то вийде, що людський нюх реєструє 2∙10–12г. Цю властивість меркаптану використовують, домішуючи невагомі кількості його до природного газу. Тимчасом відомо, що людський нюх малочутливий в порівнянні з нюхом багатьох тварин і комах. Тут природа дійсно проявляє дива.