Из чего всё сделано? Рассказы о веществе

Мантия римского патриция и протертые джинсы

Почему ваши джинсы такие синие, а мамина кофта такая красная? Потому что они покрашены специальными красками, скажете вы. Верно, только не красками, а красителями. Именно так называют вещества, которыми окрашивают волокна и материалы. Джинсы и кофта приобрели красивый яркий цвет благодаря современным красителям, которые научились делать химики. Но у каждого из них есть предки, рожденные природой. Ведь сначала человек нашел красители в природе и начал их с радостью использовать. А потом, потратив сотни лет, понял, как устроены их молекулы, и научился делать такие же и даже лучше в своих лабораториях и на заводах. В очередной раз химики воспользовались подсказкой природы.

Вообще, чтобы получить любой цвет, достаточно лишь трех красителей — красного, синего и жёлтого. Смешивая их в разных пропорциях и сочетаниях, можно получить любой оттенок любого цвета. Вы и сами наверняка получали чистый зелёный цвет, проводя синим фломастером по бумаге, выкрашенной жёлтым фломастером.

Эти три главных красителя люди научились добывать из растений и животных в очень давние времена, тысячи лет назад. Наверное, для растений и животных это было не лучшим поворотом судьбы, но для человечества и химии такие находки стали вполне судьбоносными.

В давние времена на Востоке индиго, окрашивающее ткани в прекрасный синий цвет, было одной из самых дешёвых и распространённых красок. Добывали его из индигоферы красильной, которая в изобилии произрастала в Индии. Этот промысел существовал в Индии уже четыре тысячи лет назад. Потому в названии «индиго» звучит Индия, хотя это растение обитает и в Южной Азии, и в Китае, и в Японии, и во многих других странах.

И знаете, что интересно? Само растение — совершенно обычное, то есть зелёное, и цветочки у него розовые или фиолетовые, никаких следов синей краски не видно. А их и не должно быть, потому что в растении содержится не само индиго, а его предшественник, только половинка молекулы индиго. Но стоит этой половинке оказаться на воздухе, как начинается быстрое... Что? Правильно, окисление. Половинки соединяются, и получается синий краситель.

Вот как его делали в давние времена. Листья растений загружали в большие чаны или даже в ямы и заливали водой. Вещества из растений постепенно растворялись в воде, окислялись на воздухе, и в воде появлялись синие хлопья индиго, которые оседали на дно.

Синие и голубые джинсы шьют из специальной хлопчатобумажной ткани, нитки которой окрашены красителем индиго

Сегодня технология выглядит иначе, потому что ткани, в том числе и ту, из которой шьют джинсы, окрашивают синтетическими красителями. Их делают на заводе уже без помощи растений. Это стало возможным благодаря упорной и многолетней работе знаменитого немецкого химика Адольфа фон Байера. Он потратил восемнадцать лет, чтобы понять, как устроена молекула индиго. Это случилось в 1883 году. Но понадобилось ещё семь лет, чтобы создать промышленную технологию, позволяющую делать индиго на заводах, и ещё семь лет упорного труда и множество усовершенствований, чтобы, наконец, первая партия синтетического индиго увидела свет. Человечество не забыло о заслуге А. Байера — в 1905 году ему была присуждена Нобелевская премия по химии.

У индиго есть химический родственник, только красного цвета — пурпур. В давние времена пурпур добывали из морских моллюсков — улиток, которые обитают во всех европейских морях и называются багрянками красильными. И здесь, между прочим, та же самая история. Само тельце моллюска вовсе не красное. Его размельчали в воде, полученным раствором пропитывали ткань, развешивали её на воздухе, и она приобретала пурпурный цвет. Почему так происходило, мы уже знаем — предшественник пурпура окислялся на воздухе и становился пурпуром.

Из десяти тысяч улиток можно было получить немногим более одного грамма красителя, поэтому ткани, окрашенные пурпуром, могли себе позволить только очень богатые люди. Пурпурная мантия или тога были признаком высочайшего положения в обществе, их носили разве что древнеримские патриции.

Там, где не было моллюсков, люди научились добывать красную краску из растений и даже насекомых. Видимо, природа любит красный цвет. Известный с древности краситель крапп добывали из корней марены красильной. Это такой невысокий кустарничек с метёлками неярких цветков. Ради яркой и стойкой краски её разводили когда-то почти во всех государствах Европы и Азии. А ещё люди научились делать на основе краппа краску практически любого цвета — коричневого, черного, фиолетового, оранжевого или жёлтого, как канарейка, добавляя к нему различные измельчённые минералы.

Тайну этого красителя удалось разгадать в 1826 году французским химикам П. Робике и Ж. Колену. Они выделили в чистом виде и описали свойства основного красящего вещества, названного ализарином. Однако синтетический ализарин удалось получить лишь спустя сорок три года. Сегодня на основе синтетического ализарина делают и другие, более сложные красители. Так что марене красильной теперь уже ничего не угрожает. Впрочем, не совсем так. Природный крапп в наши дни по-прежнему добывают в некоторых странах Азии. Им красят нитки для ковров. Говорят, что эта краска не выцветает столетиями.

А вот ещё один природный источник красного красителя — насекомое кошениль, которое живёт на кактусах. Древние ацтеки и майя — народы, обитавшие в Центральной Америке, — собирали этих насекомых, убивали их водяным паром или нагреванием, а потом размалывали. В порошке, который получался, содержалось до 10% красящего вещества — карминовой кислоты. Она окрашивает шёлк и шерсть в ярко-красный цвет.

А что же жёлтый краситель? У него тоже есть чудесный природный источник — растение крокус. Оно наверняка хорошо вам знакомо, ведь крокусы одними из первых расцветают весной на дачной клумбе, радуя маму и бабушку. Но всё же самое ценное в них — это так называемые рыльца в цветке. Их собирают, перемалывают и получают порошок под названием «шафран», который где только не используют — и как приправу, и как краситель для теста, сыров, масла, кондитерских изделий, и конечно же как краситель для ткани. Что же в шафране такого красящего? А это вещества под названием «каротиноиды». Они, кстати, есть и в морковке. Попробуйте натереть большую морковку на тёрке, а потом посмотрите на свои руки — они станут жёлтыми.

К счастью, время природных красителей позади. Живые существа, содержащие столь привлекательные красящие вещества, теперь почти что в безопасности. Ведь химики научились их делать сами. Правда, для этого потребовались сотни лет, пока развилась наука химия, пока появились химики, реактивы и лаборатории. Зато сегодня на химических заводах производят более полутора тысяч синтетических красителей на все случаи жизни и для любых тканей.

Жёлтый краситель шафран с давних времен извлекают из жёлтых сердцевинок вот таких красивых и нежных цветов — крокусов, или первоцветов. Для того чтобы собрать полкило шафрана, нужно плотно засадить крокусами целое футбольное поле

Глава 6. Хвала синтезу!