Химическая история 8. Как советские физики-ядерщики современным химикам козла подложили

Главное в тендере не выиграть, а не проиграть.

Дзен-коан.

Когда моя лаборатория была ещё совсем маленькой, как гараж Билла Гейтса, выиграли мы сдуру тендер по синтезу сотни разных веществ, для одной большой федеральной НИОКР (научно-исследовательской опытно-конструкторской работы). Тендер мы выиграли случайно, целью было просто заявиться, людей посмотреть, себя показать, индексироваться на площадке и главное -зачислиться в резервные поставщики к нужному заказчику и тихонько выполнить наш маленький кусок из десяти веществ по договорённости. Такие тендеры на пустом месте не возникают, и договорённость была, в том, что заранее мы эти соединения уже нарабатывать начали. Мы на стороне добра, если чё, а вот в строительстве «договорённости» могут означать, что и деньги уже заранее разворовали.

Но из-за своей дотошности мы оказались единственными из участников, кто без ошибок оформил тендерную документацию. В те времена можно было легко профукать крутой грант или тендер, например, написав вместо символа градуса «°» букву «о» надстрочную, без шуток. Примерно такие ошибки и сделали наши конкуренты по тендеру и работа досталась нам. Весь объём работ был огромный, для хорошей такой институтской тусовки, из руководителя с буквами «д.х.н.» перед фамилией, инженеров со спектрографами и симпатичных лаборанток в белых халатиках. В нашей же лаборатории в штате было всего три химика: Умный, Ответственный и Борода. И околонулевая оснащённость. Отказаться не могли без последствий, но зато мы были молоды, полны энергии и не очень умны. Прикинули, что если спать по очереди, возможно даже сроки не сорвём. Поэтому со всей своей шапкозакидательской неопытностью ввязались в это синтетическое безумие.

Теоретическая минутка: Тонкий органический синтез - это про сделать из одного вещества другое. В промышленности этим занимаются монструозные реактора и установки, брутальные трубы, тысячи человек персонала и миллиарды инвестиций. В лабораториях же всё делается в стеклянной посуде и ручками химиков. Проведение реакции, очень упрощённо, похоже на кулинарию.

Вскипятить, добавить соль, лаврушку, пельмени, другие реагенты, варить 5 минут, слить воду. Только вместо воды - растворитель, вместо катрюли - колбы, и если честно, пример плохой, всё намного сложнее, но лучше пельмений аналогии нет.

Из-за законов химии, принципиальной разницы между реакциями однотипных веществ обычно столько же, сколько разницы в варке пельменей, равиолей или хинкалей. Чтобы было понятно, в этой НИОКР мы были маленькой пельменной и надо было сварить пельмени, например, с икрой вместо мяса. А потом с икрой дракона и русалки. Научной работы от нас не требовалось, такое уже варили и до нас, но накормить надо было целую дивизию гурманов-извращенцев.

Разварился пельмень или парочку слиплись, их можно вилкой отделить. А молекулы вилкой хрен разделишь, поэтому 90% работы это была даже не варка, а состяла в вытаскивании целевого продукта реакции из смесевой каши. Причём как можно более полно и чистым. Делается это всякими химическими методами: перегонкой, перекристаллизацией, экстракцией, хроматографией и т. д., расходуя при этом растворители бочками, человеко-часы неделями и бюджет, как получку в кабаке. Дорогущими приборами нужно было доказать, что пельмени это именно пельмени с икрой и нужной чистоты. А то молекулы без приборов необщительны и так просто не расскажут о себе. А потом ещё надо было сделать выводы и клавиатурой настрочить, что хотели как лучше, а получилось как получилось.

Приборов уровня НИИ у нас отродясь не было, пришлось разориться на один, и договориться с теми, от кого мы этот тендер увели. Зла они вроде не держали, но потирали ручки, хихикали и готовились нас подменить.

Мы старались

Умный, Ответственный и Борода потратили на эти синтезы тысячи человеко-часов в ущерб молодости, попойкам и личной жизни. Зато на пользу профессионализму и чувству юмора. Из-за того, что вляпались в этот тендер, без чувства юмора было никак, ведь нам реально приходилось работать сутками (синтезы по 50-100 часов были обычной практикой). Мы спали по графику на раскладушках: Умный в венткамере, Борода в бытовке, Ответственный спал редко, где Морфей догонит. Сменяли друг-друга так, чтобы высыпаться, не нарушать технику безопасности и не сильно нарушать нормативы труда. Мы втроём подавали прекрасный пример самоорганизующегося сообщества. Если волей-неволей запереть случайных людей в одном месте, по типу армии, тюрьмы или школы, то обычно это ничем хорошим не заканчивается. Мы же были неслучайными, большой семьёй, и как могли помогали друг-другу: то Ответственный еды наготовит на смену вперёд, то Борода дырки всем зашьёт на халатах, то Умный ботинки всем почистит, ну и прочие приятные мелочи плюсом к хорошо запланированной совместной работе. Возможно, военные, вахтовики и кому повезло с коллективом, меня поймут, но как бы это дико не звучало, такого уровня поддержки и взаимопонимания у меня не было при сожительстве ни с одной девушкой. Эдакое «лабораторное чувство локтя». Благо, работа не тяжёлая, и со стороны выглядела как перебирать колбочки, медитировать на мешалки и зырить в монитор, разговаривая на непонятном русско-химическом. Правда, когда вылезали из своей пещеры, были похожи на дикарей:

Умный замечал: «Ого, солнце!»

Ответственный: «Ого, девушки!»

Борода: «Побреюсь и обратно в лабораторию»

Так и работали, предпочитая гул вентиляции и пары растворителей прелестям нехимического параллельного мира.

Козлы

Один из синтезов в этом тендере у нас получался плохо. Вернее поначалу не получался совсем. Вместо «каши» в колбе по ночам часто стучал камушек «козла».

«Козёл» - это почти официальный термин, означает превращение реакционной массы в что-то твёрдое и трудновыковыриваемое из оборудования. «Козёл» гарантированно приводит к браку, срыву сроков, а в промышленности к простою на ремонт и даже миллиардным убыткам. Оттого такое грубое название. «Козёл вышел», «козла сварить», «реактор закозлился» и пр. - вполне понятные химикам термины. Можно даже «козлозащиту» в технической документации. В других отраслях, металлургии и даже атомной промышленности такой термин тоже есть, в общем виде - вышел брак и всё встало колом.

Моё забавное наблюдение, что о «козлах» обычно говорят с какой-то мазохистской гордостью, типа:

«Это разве козёл? - вот в 1996-м на полимерах шесть тонн козла сварили! вал в узел, трахались с в гондонах, пока он, падла, не встал колом через месяц».

Цитата дословная, прастите, в переводе на русский звучит как: «Шесть тонн реагентов заполимеризовалось в реакторе, сорвало вал мешалки, и пока через месяц не затвердел полностью, не получалось очистить реактор отбойными молотками в изолирующих костюмах»

Вернёмся к нашим козлам

Наши козлы были маленькими, мы даже иногда не пытались отмыть колбы, а просто выкидывали их. Кроме пары удачных синтезов, результат был тревожно-отрицательный. С синтезами по 50 часов, наше первое бодание с козлами заняло пару недель, сроки уже начали щекотать чувство долга и пришла пора включать думательные органы.

В лаборатории для интеллектуального труда была современная переговорка: уголок, оснащённый столом, пепельницей, календариком, таблицей Менделеева и миллиметровой бумагой в рулоне на роликах, скатертью лежащей на столе. С тендерного бюджета ещё калькулятор купили с большими кнопками.

На миллиметровке можно было очень быстро нарисовать химические формулы авторучкой и быстро делать пометки. Химики-синтетики общаются между собой формулами-картинками, и в отличии от нормальных людей и нормальных профессий, не могут нормально общаться ртом и текстом из-за очень длинных названий соединенений.

Миллиметровку мы потом прокручивали в рулон, сохраняя архив дискуссии или протокол совещания, пока на столе снова не оказывался чистый лист. Оперативной маркерной доской «для поболтать» у нас служило стекло вытяжного шкафа.

Засели три синтетических богатыря думу думать на миллиметровке. По ноутбуку Ответственного стало ясно, что совещание будет долгим, по бровям Умного было понятно, что проблема серьёзная, по бороде Бороды никогда ничего нельзя было предполагать точно.

Ответственный:

- Что мы имеем: реакция простая, но вместо пельменей у нас получается лазанья. В теории, при точных загрузках реагентов «козла» быть не должно. Но при очень точных. Чуть меньше или больше - «козёл» выйдет. Можем и другими методами сделать, но это отнимет у нас ещё пару недель.

Умный:

- Исходные вещества чистые, но давайте ещё раз перегоним жидкое и перекристаллизуем твёрдое. Один из реагентов -соединение лития. Ещё производства СССР из моего личного загашника. Грешу на него, но портиться там нечему. Но со свежим реагентом тоже через раз получается. И свежий у нас кончился. Следующий приедет через два месяца.

Борода:

- Весы исправные, поверка свежая, откалибровал ещё раз. В загрузках ошибиться не могли. Давайте повторим в чистой новой посуде. Как вариант, попробуем делать загрузки с чуть большим или меньшим количеством литиевого реагента, разными скоростями перемешивания, если и получится с низким выходом, то хоть что-то сможем выделить и отгрузить по тендеру.

В итоге запланировали хорошо выспаться и провести все возможные комбинации синтеза, для выявления причин «козла». За две недели ясности не прибавилось, всё также как бараны бодались с козлом (но пару раз синтезы таки получились), нависала угроза отчаяться.

На следующем совещании Умный хмурил брови ещё сильнее, ответственный нервно перепроверял на ноутбуке, Борода считал на калькуляторе и тупил медитировал на миллиметровку, где химические каракули и иероглифы пророчили нам тендерный рагнарёк.

Борода:

- Борода какая-то получается. Соединение лития с советских запасов у нас «осч» (особо чистое) — и с ним получается хуже всего.

Умный:

- Мы конечно могли натолкнуться на новый механизм реакции, но нам сейчас не до научных открытий.

Ответственный:

- Ни фазы луны, ни гороскоп влияния на результат не оказывают. Мужики, давайте копать дальше. Прошу не стесняться и вспомнить химию за 9-ый класс. Масс вещества есть молярная масса умноженная на количество вещества в молях...

Борода:

- И за кого ты нас принимаешь?

Умный:

- До самых молекул мы уже докопались. Дальше копать некуда, там только атомы.

Борода:

- И изотопы…. А если у нас… А если у нас...

Ответственный:

- А вдруг соединение лития с другой молярной массой?

Борода прыгнул как лев к шкафу с реактивами и достал оттуда артефакт древней высокоразвитой цивилизации - банку с советским соединением лития. Выглядела она как-то так:

В СССР не стеснялись для многих реактивов указывать неограниченный срок годности, но этикетки живут недолго в условиях химскладов и лабораторий. Отклеиваются, рассыхаются, выцветают, теряя в читабельности, поэтому на многих банках с реактивами названия соединений продублированы самодельными этикетками не по одному разу, мелками, маркерами и т.д. И всё равно, из-за паров растворителей, нет-нет, да какой-нибудь реактив становится неопознанным для работы и поэтому подлежит утилизации.

Борода включил микроскоп и искал хоть какие-то сохранившиеся надписи на родной этикетке банки. Вооружённым глазом увидел выцветшую надпись, которая гласила:

Молярная масса лития в этом соединении 6,71.

Посмотрели на периодическую таблицу Менделеева, там совсем не то

Ответственный Умному:

- А ты где этот реактив спёр?

Умный:

- Не спёр, а спас. В 1994-ом когда институт закрыли, много добра должно было оказаться на полигоне. Два кузова КамАЗа спасли. Эх, надо было ещё паспорта на реактивы прихватить.

Ещё одна теоретическая минутка:

Во первых, у химиков-органиков стырить где-нибудь реактив или посудину не сильно зазорным считается, если всё в дом, всё в семью, т.е. в лабораторию.

А во-вторых, в природе литий представлен 2-мя изотопами с массой 7 и 6 а.е.м., распространённостью 92 и 8 % соотв., что в среднем и даёт 6,941. Ни один из этих изотопов не радиоактивен, но гораздо ценнее когда они по-отдельности. Поэтому для нужд физиков-ядерщиков долго и муторно разделяют литий по изотопам.

Изотоп 6Li используют для производства дейтерида лития (6) LiD - это основа термоядерного щита и меча СССР и РФ. Изотоп лития (7)Li используют в мирном атоме. В природе у лития атомная масса 6,939, а если отжать из него нужный изотоп, то как повезёт от 6 до 7. У нас было 6,71 а.е.м.

Конечно, к изотопно-чистым соединениям лития Умного бы и на пушечный выстрел бы не подпустили. Это когда изотопная чистота 99,99 % и молекулярная масса лития почти ровно 6 или 7. А вот побочные продукты изотопной очистки или брак от физиков-ядерщиков, за ненужностью, как объедки, вполне достаются химикам-синтетикам. Что для физиков-ядерщиков брак, то для химиков особо ценный реактив «осч» (особо чистый). Просто с немного отличной молярной массой, никак не влияющей на химические свойства. Но можно ошибиться в пересчёте граммов на моли, что мы и делали. Количество вещества в молях в наших синтезах как раз было достаточно для того, чтобы «козёл вышел».

К слову о везениии, производство реактивов на основе лития идёт на тысячи тонн, а изотопно-чистых на сотни килограмм. Новосибирский химический комбинат, например, заправил все бразильские атомные электростанции всего на 100 кг изотопно-чистым соединением лития.

Мы в очередной раз удивились как со своей прокачанной удачей, наткнулись именно на побочный продукт изотопной очистки, зря тогда не купили лотерейный билетик.

Пересчитали все синтезы на фактическую молярную массу и впоследствии не сварили ни одного «козла» по тендеру.

В итоге нам безумно повезло по этому тендеру поставить почти всё, сработать почти «в ноль» и почти в срок. В процессе закупились приборами в лабораторию. И даже поделили поровну прибыль, не переругавшись. Прибыль была скромной.

Помню, на свою долю купил сигарет и на обед блин-догов, это как хот-дог, только блин вместо булки и на 10 рублей дешевле.

Хотел добавить ещё какой-нибудь жизнеутверждающей морали, ну там будьте внимательны, аккуратны, ответственны и всё-такое, но выводов мы сами так и не сделали, до сих пор лабораторией ввязываемся в тендерные авантюры и допускаем умопомрачительные ошибки, поэтому промолчу :)