Powietrze i jego tajemnice

Anaksymenes uważał powietrze za pramaterię. Człowiek zdawał sobie sprawę z tego, że ten niewidzialny twór przyrody jest materią. Wskazywał na to ruch powietrza już to poruszający łagodnie liśćmi, to znów wyrywający drzewa z korzeniami. W powietrzu unosiły się ptaki i lekkie przedmioty. Wiedziano, że bez powietrza nie można oddychać i że potrzebne jest ono do palenia.
Czym jest powietrze? Było to tajemnicą aż do czasu, gdy zainteresował się nim angielski pastor Józef Priestley. Był to dziwny pastor. Bardziej interesowały go doświadczenia nad różnymi rodzajami "powietrza", czyli różnymi gazami, niż czynności duszpasterskie. W roku 1772 stwierdził on, że po spaleniu węgla w naczyniu zamkniętym wodą, pozostaje 4/5 powietrza, które już nie podtrzymuje palenia. Był to azot, główny składnik powietrza. W dniu 1 sierpnia 1774 roku Priestley ogrzał tlenek rtęci i otrzymał gaz, w którym ku jego wielkiemu zdumieniu świeca paliła się jasnym blaskiem, a mysz nie dusiła się. Zachwycony, wciągnął ten gaz do płuc i zauważył, że nie różni się on od zwykłego powietrza, ale oddech stał się lekki i łatwy. Dziwny pastor odkrył drugi składnik powietrza — tlen. Wierni nie byli zachwyceni swym duszpasterzem. Podpalili plebanię i kościół, a genialny badacz gazów ratował swe życie ucieczką.
W 100 lat później rodak Priestleya, Ramsay, odkrywa dalsze składniki powietrza, stanowiące zaledwie setną jego część — gazy szlachetne: hel, neon, argon, krypton i ksenon.
Chemik jest bardzo praktyczny. Zaraz obliczył, ile to bezpłatnego surowca, dostępnego w każdym miejscu kuli ziemskiej, unosi się nad nim. Znając masę słupa powietrza na 1 cm2 oraz powierzchnię Ziemi, wyliczył, że atmosfera ziemska waży aż 5,32 x 1018 kilogramów, to jest tyle — ile ważyłby ołowiany sześcian o krawędzi 77 kilometrów. Istny bezmiar surowca, w którym bez przerwy się pławimy. Przede wszystkim interesujący jest azot, pokarm roślin. Cóż jednak z tego? Azot atmosferyczny podobny był do niedojrzałego jabłka, które można wprawdzie ręką dotknąć, ale nie nadaje się do spożycia. By azot wykorzystać, trzeba było przeprowadzić go w związek chemiczny.
Już dawno wiedziano, że w wysokiej temperaturze azot łączy się z tlenem i jako kwas azotowy nawozi glebę. Ożenek azotu z tlenem wymaga jednak użycia wielkich ilości energii elektrycznej i stosowania temperatur w granicach 3 do 4 tysięcy stopni. Natura wskazywała też drugą drogę. Bakterie, gnieżdżące się na brodawkach korzenia łubinu, z łatwością dokonują sztuki wiązania azotu w temperaturze pokojowej. Popróbujże, człowieku, naśladować mnie — zaproponowała Natura. Naśladowanie nie jest jednak łatwe. Dopiero w pierwszych latach ubiegłego stulecia, gdy wytworzono tani prąd elektryczny, udało się zastosować praktycznie metodę błyskawicy. Wielki udział w tych pracach miał nasz rodak — profesor Ignacy Mościcki. Wspaniałej metody korzenia łubinu nie dało się do dziś naśladować tak jak to robi natura. Chemik podziękował pani Naturze za wzory zbyt doskonale i znalazł swą własną drogę, stosując olbrzymie ciśnienia, rzędu tysiąca atmosfer. Opracował sposób łączenia azotu z wodorem na amoniak, a ten już łatwo można było dalej przetwarzać na inne związki. Sposób ten, po przezwyciężeniu trudności technicznych, okazał się łatwy w wykonaniu i do tego tani.
Wytworzymy tyle związków azotowych — rozgłosił chemik — by zaspokoić całkowicie potrzeby rolnictwa. Zapomniał z pewnością wtedy o tym, że większość materiałów wybuchowych to również związki azotowe. Kto wie, czy potworna II wojna światowa, w czasie której zużyto góry materiałów wybuchowych, byłaby do przeprowadzenia, gdyby człowiek nie ujarzmił gazowego żywiołu.