Свою первую задачу — очистку промежуточного продукта, необходимого для синтеза одного из красителей, — он выполнил отлично. Поэтому начальник цеха синтеза индиго, доктор Рудольф Книч[367], взял его к себе — в цех производства фталевого ангидрида. Здесь впервые Бош столкнулся с промышленной химией.
Все исходные вещества для синтеза индиго производились здесь же на фабрике. Серную кислоту, необходимую для синтеза фталевого ангидрида, получали новым, контактным методом, разработанным доктором Кничем. В контактных аппаратах сернистый газ в присутствии платинового катализатора окислялся до серного ангидрида. Окисление нафталина во фталевый ангидрид осуществлялось также с помощью катализатора — ртути; этот метод был предложен доктором Ойгеном Заппером.
Доктор Книч — «огненная голова», как его называли на фабрике, — был настоящим гением своего дела. Он закончил политехнический институт в Шарлоттенбурге и превосходно разбирался как в технологии металлов, так и в химии. Не случайно именно он создал эти грандиозные контактные аппараты и теплообменники и дал промышленности еще один новый метод.
За короткое время Бош изучил тонкости технологического процесса, познакомился с «узкими местами», которые создавали трудности, и всерьез задумался о способах их преодоления. Одно серьезное и дельное предложение сразу изменило бы его положение на фабрике.
Но события развернулись совершенно неожиданным образом. Однажды Бош явился по вызову в кабинет доктора Книча; последний был явно чем-то взволнован. Коротко кивнув, Книч сразу же перешел к делу.
— Я только что из дирекции, доктор Бош. У директора был профессор Вильгельм Оствальд. Ведь вы учились в Лейпциге и знаете его?
— Немного. Я работал в первой химической лаборатории, а профессор Оствальд руководил второй. Он занимался в основном катализом.
— Как раз по этому поводу я и вызвал вас. Профессор Оствальд разработал метод каталитического синтеза аммиака из азота и водорода. За право передачи этого метода фабрике он запросил миллион марок. Это баснословная сумма, но дирекция готова заплатить ее, если метод надежен. Связанный азот необходим нам как воздух, ибо Германия вынуждена ежегодно ввозить десятки тысяч тонн чилийской селитры. Если нам удастся получить синтетический аммиак, мы не только удовлетворим нужды нашего сельского хозяйства в селитре, но и будем сами экспортировать ее. А это миллионы, даже миллиарды дохода, доктор Бош!
Карл Бош вежливо слушал, не понимая, с какой целью доктор Книч затеял весь этот разговор.
— Дирекция поручила мне проверить метод профессора Оствальда, — продолжал Книч. — И эту задачу я возлагаю на вас. Вы можете работать там, где считаете нужным, — в лаборатории или в мастерской.
Бош покраснел от волнения. Наконец-то! Это предложение свидетельствовало о признании его способностей. Теперь любой ценой он должен оправдать надежды, возложенные на него.
Сконструировать аппаратуру для него не представляло никаких трудностей. Он хорошо умел работать и на станке, и со стеклодувной горелкой. Первая конструкция была примитивной, но отвечала всем основным требованиям. Чтобы обеспечить равномерный приток газов, Бош приспособил насос от велосипеда. Железная спираль, помещенная в стеклянную трубку, нагревалась снаружи с помощью нескольких горелок. Она служила прекрасным катализатором разложения аммиака на азот и водород, однако, когда над этим катализатором пропускали смесь азота и водорода, аммиак не получался. Сколь ни утешительны были результаты, все равно их приходилось доложить дирекции.
Узнав о неудаче Боша, профессор Оствальд приехал поговорить с ним и дать кое-какие пояснения по поводу синтеза аммиака. Он был уверен, что при проведении опытов была допущена какая-то ошибка.
— Имейте в виду, доктор Бош, что процесс этот равновесный, — сказал Оствальд. — После прохождения газов через трубку с катализатором полученная смесь содержит 6% аммиака.
— Это зависит от скорости, с которой движутся газы, — прервал его Бош. — При небольшой скорости аммиак почти полностью распадается на азот и водород, а если пропускать над тем же катализатором смесь азота и водорода, аммиак не образуется.
— С какой спиралью вы работаете?
— Из того самого железа, что предложили нам вы, господин Оствальд.
— Но с моей спиралью процессы протекали нормально! — Оствальд смотрел на Боша с сомнением и недоверием. И неожиданно обратился к директору:
— С вашей стороны было весьма неосмотрительно доверить опыты человеку, у которого еще очень небольшой опыт. Мне нужно было бы самому все проконтролировать, но для этого у меня, к сожалению, нет времени. Если вы считаете мое предложение неприемлемым, я отказываюсь от него. Предложу в другом месте. На всякий случай, пришлю вам мою спираль. Попробуйте повторить опыты с ней.
Спираль, которая была получена из Лейпцига, вначале дала положительные результаты, но после нескольких опытов тоже перестала действовать. Для дирекции вопрос был решен, но Бош не мог успокоиться. Неужели такой выдающийся ученый, как Оствальд, мог ошибиться? Может быть, они упустили какую-нибудь мелочь, которая и привела к неудаче?
Несколько дней подряд Бош допоздна засиживался в библиотеке. Он внимательно просмотрел все научные публикации, связанные с разложением аммиака и поведением железа в среде аммиака, азота и других газов. Сравнив и систематизировав многочисленные факты, он нашел в конце концов правильное объяснение полученному Оствальдом результату. Карл поспешил поделиться своими идеями с доктором Кничем.
— Оствальд работал с одной и той же спиралью, — сказал Бош. — Сначала он пропускал над ней аммиак, а потом — смесь азота и водорода. Но при высокой температуре в аммиачной среде железо образует нитриды, которые под действием водорода из азотоводородной смеси распадаются, и получается аммиак. Вот где кроется причина наших неудач.
— Насколько я понимаю, железо может образовывать нитриды и при нагревании в среде азота, — сказал доктор Клич.
— Это другая сторона идеи, которой я хочу поделиться с вами. Может быть, нам удастся найти условия, при которых металлический порошок превратится в нитрид. Последний же при обработке водородом даст аммиак.
— У вас есть все возможности проверить свои предположения на практике, доктор Бош. Дирекция предоставляет вам полную свободу действий. Мы отдаем в ваше распоряжение одну из лабораторий в цехе фталевого ангидрида. Там же, в подвальном этаже, у вас будет собственная мастерская. В ближайшее время дадим вам в помощь нескольких сотрудников.
Бош слушал с волнением, а доктор Книч продолжал:
— Директор Брунк[368] считает, что вы должны заняться усовершенствованием метода получения азотной кислоты, предложенного Биркеландом и Эйде. И тут нужно решить массу проблем: снизить расход электроэнергии, увеличить выход окислов азота, повысить степень поглощения этих окислов и так далее. Как видите, главным остается вопрос о связывании азота воздуха.
Перед Бошем открывались широкие перспективы. Ему предоставлялась возможность применить свои знания и практический опыт, дать волю смелому полету мысли. Мастер Кранц оказался великолепным помощником. Его работа отличалась исключительной точностью, а ведь именно точность — одно из наиболее важных требований при конструировании химической аппаратуры.
Параллельно с опытами в лаборатории, с хлопотами по созданию новой, более совершенной аппаратуры Бош продолжал свой научный поиск. Ведь существовали же другие способы связывания азота в аммиак. Об одном из них — об образовании нитридов в качестве промежуточных продуктов — он уже говорил с доктором Кничем. Была еще одна возможность — цианамидный синтез, и этот способ также казался надежным, но получение аммиака из цианамида кальция требовало весьма значительных расходов, поэтому использовать цианамидный синтез в промышленных масштабах было невозможно.
