Фриц Габер. Спасение человечества от голода и Циклон Б

05.01.2018

Строительный материал для растений - аминокислоты, состоящие в том числе из азота, которого много в атмосфере. Но растения не умеют связывать азот. В природе есть два источника связанного азота. Молнии, которые своей гигантской энергией разламывают молекулу азота в воздухе, производя азотную кислоту. И бактерии которые сложными ферментами фиксируют азот. Производительность этих методов невысока. Для того, чтобы увеличить урожайность в почву нужно вносить фиксированный азот в виде золы, навоза, какашек птиц или чилийской селитры. Урожай напрямую зависит от того, сколько у вас азота.

Проклятие Мальтуса ненадолго отодвинула пустыня Атакама. 200 километров в длину, 3 километра в ширину 3-х метровый слой птичьего помета, превратившегося в почти чистый нитрат натрия, чилийскую селитру. Во времена Мальтуса экспорт селитры составлял 1000 тонн в год, а к началу первой Мировой войны Чили поставляла на рынок миллионы тонн нитрата натрия. Чили к тому времени была свободной страной, но находилась под влиянием Великобритании. Воюющая с англичанами Германия находилась в зависимости от поставок и установленных пошлин на стратегическое сырье.
Из нитрата натрия делали удобрения и порох. Обе части уравнения Мальтуса оказались под давлением. Правители не могли уменьшать население, а агрономы увеличивать урожаи. Ничего похожего на пустыню Атакама в мире не нашлось и перед немецкими химиками поставили задачу найти способ получения связанного азота.

Восход луны над пустыней Атакама в Чили. Фото ESTELLA SHARDLOW
Восход луны над пустыней Атакама в Чили. Фото ESTELLA SHARDLOW

Как получить связанный азот химикам было известно с самого начала 20-го века, но процессы требовали температуры в тысячу градусов и высоких давлений. Фриц Габер оптимизировал процесс, нашел правильные соотношения водорода и азота, подобрал катализатор, температуру и давление.

Финансировала работы Габера корпорация «Бадише анилин унд сода фабрик» теперь называемая BASF. Карл Бош, инженер BASF и племянник Роберта Боша основателя концерна Bosch сделал метод Габера экономичным и производительным. На производство одной тонны аммиака нужно 3200 кВт·ч. Клетка бактерии тратит на производство одной молекулы аммиака значительно больше энергии. Ей нужно 12 молекул АТФ, что в пересчете на тонну даст 5000 кВт⋅ч.

В 1910 году заводы корпорации начали в гигантских количествах производить аммиак из которого простыми химическими реакциями стали делать и удобрения, и взрывчатые вещества. Экспорт селитры из Чили почти прекратился. Фриц Габер стал национальным героем, его принимает Кайзер! В 1914 году он пишет письмо в военный департамент. Если азот связывается с водородом с поглощением огромного количества энергии, то запустив процесс в обратную сторону, можно сделать бомбу. Скоро в Германии появились огромные фабрики по производству бомб по методу Габера, а ученый возглавил химический отдел германского военного ведомства.

22 апреля 1915 года под бельгийским городом Ипр немцы распылили 168 тонн хлора. Слабый ветер отогнал желто-зеленое облако на французские позиции. Гаагская конвенция 1907 года запрещала "употреблять оружие, снаряды или вещества, способные причинять излишние страдания", но кто тогда думал об излишних страданиях. Сотни солдат умерли от отека легких в страшных мучениях, хватая воздух легкими разъеденными соляной кислотой.

В мае 1915 года Габер устроил торжественный ужин в честь успешного применения химического оружия, после которого его жена Клара застрелилась из пистолета мужа. Франц Габер утром следующего дня уехал на Восточный фронт, - "В мирное время ученый принадлежит миру, а в военное служит своей стране".

12 июля 1917 года там же под Ипром Габер использовал мины содержащие маслянистую жидкость 2,2'-дихлордиэтиловый тиоэфир, самое распространенное боевое отравляющее вещество иприт. Через несколько часов после атаки кожа англичан и французов покрылась язвами, они громко хрипели из-за отеков легких и гортаней, глаза их видели лишь очертания предметов. Сотни людей умерли выплевывая остатки легких.

А в 1918 году Францу Габеру присуждают Нобелевскую премию по химии за работу по созданию способа фиксации азота. "Плодородие почв при возделывании зерна неизбежно падает в виду того, что азот удаляется при потреблении продуктов сельского хозяйства растущим населением городов. Это приводит к необходимости внесения искусственных удобрений для увеличения урожайности в соответствии с возрастающими требованиями. Открытия Гарбера, - сказал в своей речи один из членов Шведской королевской академии наук, – представляются чрезвычайно важными для сельского хозяйства и процветания человечества". Шведы тогда думали о процветании человечества.

Почтовая марка посвященная нобелевскому лауреату Фрицу Габеру
Почтовая марка посвященная нобелевскому лауреату Фрицу Габеру

Войну Германия проиграла. Гербер создает свои химические семинары которые посещали и Макс Планк, и Альберт Эйнштейн. Версальский мирный договор требовал демонтажа оборудования для производства химического оружия. Габер, вероятно на деньги Нобелевского комитета, переоборудует линии под производство гербицидов и дезинфицирующих веществ. В 1922 году под его руководством создают газ Циклон Б чрезвычайно эффективный для борьбы с тараканами, клопами и другими насекомыми. Для убийства 1000 человек требовалось всего 4 килограмма «Циклона Б» .
Сам Габер не увидел массового применения своего изобретения в концентрационных лагерях, он умер в Швейцарии в 1934 году изгнанный из фашисткой германии, как тысячи ученых евреев. А вот его сын прочитал материалы Нюрнбергского процесса и покончил жизнь самоубийством, как и его мать.

Ловушка Мальтуса на этот раз не захлопнулась. Габер хорошо поработал над обеими частями уравнения. Сегодня методом Габера-Боша ежегодно создается сто миллионов тонн удобрений и неизвестное количество взрывчатых веществ. Примерно половина азота, который есть в вашем теле получена способом который изобрел создатель Циклона Б, боевых отравляющих веществ и авиационных бомб.