Редкие газы. Погоня за молекулами


Когда в конце XIX века были открыты редкие газы, все ученые и техники были безусловно уверены, что это открытие имеет чисто научно-познавательный интерес. Никакого значения для техники, для производства эти газы не могут иметь, предполагали ученые того времени, по одной лишь той причине, что они слишком редки. Да и в самом деле: содержание неона в воздухе составляет всего лишь 15 частей на 1 миллион частей воздуха, а криптона — 1 часть на 1 миллион частей воздуха; ксенона еще меньше: 1 часть на 11 миллионов частей воздуха.

Эти цифры можно проиллюстрировать следующим наглядным примером. Представим себе, что мы могли бы каким-либо образом заметить движение отдельных молекул воздуха. Пустим воздух через какую-либо трубочку таким образом, чтобы каждую секунду перед нашими глазами проходила 1 молекула. Тогда среди проходящих молекул азота и кислорода мы в 2 минуты лишь один раз увидели бы молекулу аргона. В течение восьми месяцев мы лишь раз отметили бы появление молекулы криптона. Чтобы отметить прохождение десятка молекул ксенона, нам пришлось бы затратить 60 лет.

Не вызовет поэтому удивления тот факт, что для получения 1 кубического метра ксенона из воздуха нужно подвергнуть переработке 11 миллионов кубических метров, или примерно 14 тысяч тонн воздуха. Именно исходя из этих соображений, в одном из иностранных научных журналов в начале XX века появилась заметка по поводу редких газов, в которой было сказано, что было бы очень заманчиво воспользоваться в технике замечательными свойствами редких газов, «если бы их содержание в воздухе не отнимало навсегда надежду получить их в достаточном количестве».

Но то, что казалось невероятным в начале XX века, через каких-либо 20—30 лет стало обычным техническим процессом. И если ранее, когда сжижались сотни или тысячи кубических метров воздуха, идея технического применения редких газов казалась лишенной реального значения и технического интереса, то ныне, когда созданы агрегаты, сжижающие миллионы кубических метров воздуха для переработки их на азот и кислород, имеется полная техническая возможность получать наряду с азотом и кислородом и редкие газы.

Интересно отметить, что благодаря высокой промышленной ценности редких газов, получаемых при разделении воздуха, их выделение способствовало дальнейшему развитию процессов получения азота и кислорода, так как стоимость получаемых азота и кислорода при таком процессе сильно снижалась.