Химики разгадали 400-летнюю алхимическую загадку

Алхимики впервые открыли гремучее золото более 400 лет назад. Изготовленное из хлорида золота и аммиака, это взрывчатое вещество отличалось не только своим смертоносным потенциалом (сила взрыва на единицу массы у него намного выше, чем у черного пороха), но и необычным эффектом. После детонации оно оставляло странный пурпурный дым, непохожий на дым от пороха, виденный в то время.

Группа ученых из Бристольского университета (Великобритания) под руководством химика Саймона Холла (Simon Hall) опубликовала статью, в которой рассказала, почему возникает этот специфический дым. Работа выложена на сайте электронного архива препринтов arXiv.

От алхимии к современной химии

В XVI веке алхимики были одержимы идеей превращения свинца в золото. Они часто экспериментировали с неблагородными металлами и другими химическими элементами. Правда, получить желаемый «желтый металл» им так и не удалось. Но опыты привели к неожиданному открытию — взрывчатому веществу, которое позже назовут «гремучим золотом». 

Цвет дыма, возникающего после детонации «гремучего золота» / © Wikimedia

Синтез этого взрывчатого вещества в 1585 году впервые описал немецкий алхимик Зебальд Шварцер (Sebald Schwaertzer) в книге Chrysopoeia Schwaertzeriana. Дальнейшие исследования «гремучего золота», проведенные учеными Робертом Гуком и Антуаном Лавуазье в XVII и XVIII веках, улучшили процесс получения вещества. А современная наука значительно сократила время, необходимое для создания «гремучего золота». Если раньше на это уходило четыре-пять дней, теперь — считаные минуты.

Хотя рецепт взрывчатого вещества был понятен и хорошо изучен, оставалась неразрешенной одна загадка: почему при детонации «гремучего золота» появляется пурпурный дым?

Ученые прошлого предполагали, что причиной эффектного дыма могли быть частички золота. У исследователей даже были косвенные доказательства, подтверждающие эту гипотезу. Например, немецкий алхимик и аптекарь XVII века Иоганн Глаубер (Johann Glauber) писал в своих заметках, что «копоть» от дыма, возникшего в результате взрыва «гремучего золота», иногда использовали для позолоты предметов. Хотя это и может указывать на то, что в прошлом люди догадывались о содержании в дыме частичек золота, современная наука никогда это не проверяла и не доказывала.

Современное исследование

Проверить гипотезу взялся химик Саймон Холл и его коллеги из Бристольского университета. Ученые сперва получили в лаборатории «гремучее золото». Затем образец массой пять миллиграммов взорвали на алюминиевой фольге. А после собрали дым с помощью медных сеток и проанализировали его под просвечивающим электронным микроскопом.

Кольца электронной дифракции от наночастиц золота / © Simon Hall

Исследователи смогли определить в образцах наночастицы золота и даже получить их изображения. Результаты работы подтвердили ранее озвученную гипотезу, что цвет дыма  «гремучего золота» обусловлен именно наночастицами золота, пояснил Холл.

Теперь британские химики планируют применить аналогичный метод для изучения природы дымов, образующихся при взрыве других соединений металлов, таких как платина, серебро, свинец и ртуть.