Золотой рубин

Г. ТРАВИН

Иоганн Кункель был алхимиком, как и его отец. Он жил в XVII в. Старый Кункель, увы, не мог сообщить своему сыну в числе наследственных секретов, как превращать простые металлы в золото. А по роду своей службы у герцога Лауденбургского Иоганн обязан был именно делать золото. Трудная задача! Кункелю присвоен был громкий титул «тайного камердинера и химика курфюрстовой тайной лаборатории». Но денег Кункелю не платили. Министр господина курфюрста отличался убийственной логичностью мышления: когда Кункель напоминал о жалованье, он отвечал, что если господин алхимик умеет делать золото, то деньги ему совершенно не нужны; если же он золота делать не умеет, то за что же ему платить?

Кункелю ничего не оставалось, как искать другого хозяина.

Бранденбургский курфюрст Фридрих-Вильгельм оказался менее нетерпимым и более практичным и дальновидным предпринимателем. Он не требовал от алхимика умения делать золото из меди, довольствуясь менее фантастическим искусством стеклоделия. Из многих способов «добывания» золота это был один из вернейших. И вот Кункель по поручению курфюрста построил стекольный завод близ Потсдама. В течение одиннадцати лет он управлял этим заводом и таким путем «сделал» и в самом деле немало золота для своего хозяина.

Таланты Кункеля нашли хорошее применение в стеклоделии. Он обратил свою пытливую мысль от несбыточных превращений металлов в золото к реальному превращению песка, поташа и селитры в стекло и не только сумел прекрасно наладить стекольное производство, но сделал в этой области изобретение, пережившее века и выделившее имя Кункеля из тысяч имен безвестных. алхимиков. Кункель открыл состав рубинового стекла. Густокрасное стекло, по цвету приближающееся к окраске драгоценного камня рубина, было новостью. Так окрашивать стекло не умели даже лучшие венецианские мастера.

Средневековая стекловаренная печь.

Трехэтажная стекловаренная печь более позднего времени. В верхней части видны горшки, в которых варили стекло.

Знаменитый стеклодел написал книгу, которая и по настоящее время является основой всех наших знаний о развитии технологии стекла до XVII в. В ней Кункель охватил все вопросы стекольного производства, разобрал все составы, применявшиеся для изготовления различных стекол, проанализировал всевозможные условия плавления и их влияние на качество изделий. Лишь одного состава мы не найдем в этом всеобъемлющем труде — именно состава рубинового стекла. Этот состав остался секретом Кункеля, который он унес с собой в могилу. И тщетны были все усилия современников его раскрыть секрет знаменитого алхимика. Лишь через 200 лет немецкий химик Райтер разрешил эту задачу: он определил точно состав рубинового стекла Кункеля: 100 частей песку, 125 — сурика, 25 — поташа, 16,6 — селитры и 0,0115 — золота.

Витраж — многоцветное оконное стекло. Рисунок составлен из разноцветных кусков, скрепленных свинцовыми полосами. Витражи были очень распространены в Западной Европе, начиная с XIII в.

*

Алхимия, причинившая Кункелю в жизни немало огорчений, принесшая тысячи разочарований, на этот раз сослужила хорошую службу. Мысль, прикованная к золоту, оказалась плодотворной в стеклоделии. Золото явилось великолепным красителем для стекольной массы. Это так называемое коллоидное окрашивание. Мельчайшие, ультрамикроскопические (т. е. невидимые даже в микроскоп) частицы золота, распределяясь по всей массе стекла, придают ему глубокую рубиновую окраску.

Золото вводили в состав стекла и другие алхимики. Но они не могли получить рубинового стекла. Секрет был не только в том, чтобы ввести золото, а еще в том, как охлаждать уже сваренное стекло, как должна спадать температура изделия, изготовленного из стекла, содержащего золото. Важно было также установить, сколько золота должна содержать стекломасса. Если его слишком много, то стекло приобретает печеночный цвет. В то же время, если стекло охлаждать неправильно, то даже надлежащее количество золота не даст рубинового цвета.

Если расплавить шихту с добавлением золота, то получится желтоватое стекло. Его нужно охладить, а затем вновь нагреть до температуры 600—700° и вновь охладить. При этом последнем охлаждении стекло окрашивается в прекрасный пурпурный цвет.

Во вторичном нагреве и в последующем охлаждении и заключался в основном секрет получения золотого рубина.

Чтобы понять причины этого интереснейшего явления, надо знать законы оптики, понимать природу света. Для алхимика все это было просто проявлением одного из волшебных свойств «царя металлов» — золота. Уяснял ли себе Кункель, что распределенные в стекольной массе коллоидные частички золота особым образом рассеивают свет? Конечно, он не мог знать того, что было установлено лишь 200 лет спустя, в XIX в. Что думал Кункель о рубине, неизвестно. Он вовсе не писал о нем, боясь выдать свой секрет.

В свое время золотой рубин Кункеля стоил дорого. Теперь он в значительной мере утратил свою ценность: рубиновое стекло научились изготовлять, употребляя ничтожное количество золота — от 0,01 до 0,003 %.

*

Может ли одно и то же вещество окрашивать один и тот же материал в различные цвета? Казалось бы, надо быть алхимиком, верящим в таинственные превращения, чтобы утвердительно ответить на этот вопрос. А между тем это так. Когда современные ученые занялись «секретом Кункеля», они нашли, что золотом можно окрасить стекло не только в красный и розовый, но также в голубой и фиолетовый цвета. И установили, что разница в цвете зависит исключительно от величины коллоидных частиц золота.

Очевидно, величина частицы золота и длина световой волны, поглощаемой стеклом, стоят в какой-то зависимости между собой.

Конечно, для окраски стекла в голубой и фиолетовый цвета применять золото нет надобности, для этого есть более дешевые красители (кобальт, марганец и др.).

Для изготовления рубинового стекла золото идет в виде химического соединения — хлористого золота (\({\mathrm{AuCl}}_3\)). Хлористое золото легко получить, растворив металлическое золото в так называемой царской водке (смесь азотной и соляной кислот). Разведенное водой хлористое золото смешивают сначала с небольшим количеством песка и потом уже этот песок перемешивают со всей массой шихты. Красный цвет стекла получается («набегает») только при повторном нагревании его, обычно при отжиге уже готовых изделий. При этой операции коллоидные частицы золота достигают величины 10—13 миллимикронов. Регулировать рост этих невидимых (даже в микроскоп!) частиц, понятно, дело нелегкое. Изготовление рубиновых стекол значительно труднее, чем получение стекол других цветов. Малейшие изменения режима варки, выработки изделий и отжига их изменяют качество рубина. У неопытного стекловара может вместо рубинового получиться грязно-жёлтое или бурое стекло.

Современные рецепты золотого рубина несколько отличаются от рецепта Кункеля. Вот типичные смеси для золотого рубина:

1. Песок — 1000 частей, сурик — 440, поташ — 260, бура — 200, хлористое золото — 0,36.

2. Песок — 1 000 частей, сурик — 730, поташ — 380, костяная зола — 10, хлористое золото — 0,7.

В качестве красителей для рубиновых стекол оказалось возможным использовать также соединение меди (закись меди) и соединение металлоида селена. Принцип окрашивания медью и селеном тот же, что и золотом — коллоидное распределение металла. Медный и селеновый рубины соперничают с золотым, и во многих случаях им приходится отдать предпочтение, так как золотой рубин пропускает часть синих и фиолетовых лучей.

И все же из всех рубиновых стекол менее других капризен в изготовлении именно золотой рубин. Поэтому он и дался в не столь уж умелые руки алхимика.

*

Во времена Кункеля рубиновое стекло, как и прочие цветные стекла, было только предметом украшения. В наше время оно служит главным образом целям сигнализации, а также широко применяется в фотографии.

Рубиновое стекло сигнальной лампы, помещаемой на заднем крыле легковой автомашины.

Новые линзы для светофоров. Благодаря хорошей прозрачности стекла, яркой окраске и новому способу гранения сигнал виден на далекое расстояние.

Цветное стекло. Разнообразные сигнальные линзы различных назначений, посуда, пуговицы...

Если бы внезапно обесцветились все рубиновые стекла, мы были бы свидетелями бесчисленных катастроф и аварий на транспорте, электростанциях, заводах. Рубиновое стекло занимает первое место во всех системах световых сигнализаций. Рубиновые лампочки на сигнальных щитах электроагрегатов, рубиновые светофоры на железнодорожных путях, задние фары автомобилей и т. д. — везде и всюду в современной технике расцветает, рдеет, мигает и вспыхивает чудесный рубин, подавая нужный сигнал.

Рубину принадлежит главная, ответственнейшая роль: он сигнализирует об опасности, он на цветовом языке громко кричит: «Стой!»