Данное испытание имело не только важное практическое значение, но и представляло собой превосходную возможность для обучения, поэтому помимо участников — Агаты, Сильви, Чамберса и Кемера Стила — Роланд позвал и остальных членов Союза ведьм, Картера, Железный Топор и Бэрова. Чтобы разместить эти два десятка человек, место для опытов выбрали в Пятой лаборатории — самой просторной.
С учётом того, что это была первая попытка, дистилляционную колонну сделали не слишком большой — примерно в рост человека, около метра в диаметре, похожую на башню. Внутри она была разделена на три яруса: в нижний поступал воздух, два верхних предназначались для отвода газов.
Прежде чем приступить к разделению, Роланд прочёл всем короткий урок химии, объяснив, что может произойти, и заодно задал несколько вопросов, предлагая найти ответы самостоятельно. Помимо того что это будило интерес слушателей, приём значительно повышал эффективность обучения — классический трюк учителя химии.
«…Теоретически, когда Агата снизит температуру внутри колонны, воздух будет постепенно конденсироваться в жидкость, стекая через перфорированную перегородку в нижний ярус. Поэтому, когда вы заметите скопление жидкости на дне, дайте нам знать.»
Поскольку наблюдать напрямую было невозможно и пришлось полагаться на Сильви, которая смотрела сквозь стенку колонны и описывала происходящее, Роланд объяснял этот этап особенно подробно.
Сильви кивнула с сомнением в глазах: «Там действительно появится жидкость? А вдруг это просто пар из бака?»
«Не волнуйся, жидкий воздух имеет голубоватый оттенок — с водяным паром он совершенно не похож,» — Роланд махнул рукой. — «К тому же при такой температуре водяной пар давно превратился в ледяные кристаллы.» Затем он кивнул Агате: «Ну, начнём.»
«Подождите… А отверстие внизу колонны — его не нужно закрыть?» — спросила она.
«Закроем потом, иначе воздуха в баке будет слишком мало, и заметных изменений не увидим.» Поскольку это был лишь опыт, Роланд выбрал самый простой способ забора воздуха — при быстром падении температуры внутри бака давление тоже снижалось, и окружающий воздух устремлялся внутрь. В условиях промышленного производства такой подход был бы совершенно неэффективен, поскольку холод постоянно уходил бы, растрачивая энергию. Но Агата использовала магическую силу, а скорость охлаждения у неё превосходила любую холодильную установку, так что Роланд даже не стал заморачиваться с воздушным насосом.
Агата глубоко вздохнула и прижала ладони к стенке дистилляционной колонны.
Спустя несколько мгновений в впускной трубе раздался визг — так звучал поток воздуха, рвущийся внутрь. Вокруг отверстия трубы на глазах появились слои белого инея, которые стремительно расширялись — влага из воздуха мгновенно конденсировалась при ледяной температуре и оседала на внешней стенке колонны. Анна превратила чёрный огонь в тонкие нити и принялась счищать нарастающие ледяные кристаллы.
Вскоре Сильви с удивлением произнесла: «Я вижу, на перегородке появилась жидкость, но больше там белого инея.»
«Белый иней может быть как конденсировавшимся водяным паром, так и кристаллизовавшимся углекислым газом,» — пояснил Роланд. — «Но поскольку содержание углекислого газа в воздухе крайне невелико, подавляющая часть — это водяной пар.»
При промышленном производстве перед подачей воздуха в дистилляционную колонну его необходимо предварительно высушивать, иначе конденсирующийся водяной пар забивает разделительные пластины и отверстия для отвода газов, снижая производительность.
Примерно через четверть часа Сильви доложила, что дно колонны заполнено голубой жидкостью, и лишь тогда Роланд позволил Сорайе закрыть впускную трубу и запечатать её покрытием.
Теперь наступал ключевой этап — повышение температуры.
Из-за различных температур плавления и кипения кислорода и азота азот достигал точки кипения первым и, превратившись в газ, устремлялся вверх — так и происходило разделение. Конкретное значение этой температуры Роланд не помнил, а измерить его текущими средствами не представлялось возможным, так что пришлось полагаться на чутьё Агаты. Внешне процесс выглядел так: из отверстий в верхней части колонны вырывался газ, а оставшаяся жидкость внизу становилась всё более насыщенного голубого цвета, что означало рост чистоты жидкого кислорода.
К счастью, Агата была опытна в управлении магической силой — она точно дозировала степень охлаждения, позволяя температуре медленно повышаться. Вскоре Сильви заметила, что жидкость в колонне начала бурлить. Покрытая составом труба, опущенная в воду, выпустила поток пузырьков, и Кемер Стил, используя метод вытеснения воды, быстро собрал несколько бутылок газа.
«Это азот?» — Лили скривила рот. — «Да тут совершенно нечего рассмотреть.»
«Это именно тот первый вопрос, который я задавал ранее, — спросил Роланд. — Как доказать, что это вещество отличается от воздуха?»
«Поджечь,» — Тилли ответила первой. — «В „Началах химии" сказано, что для горения необходим кислород. Если это другой газ, он должен мгновенно потушить тлеющую щепку.»
«Нужно снова охладить его до жидкого состояния, и всё станет ясно,» — Агата помолчала мгновение, прежде чем ответить. — «Разве ты не говорила, что жидкий азот бесцветный?»
«Или можно слить оставшуюся в сосуде жидкость и доказать, что это чистый кислород — это тоже подтвердит разнообразие состава воздуха,» — Анна высказалась.
Место превратилось в сцену для показательного выступления. Один за другим предлагались методы проверки, затем начиналось их обсуждение, и в лаборатории оставались слышны лишь голоса немногих. Роланд огляделся вокруг и обнаружил, что Найтингейл, Андреа, Мэгги и прочие ведьмы, а также управляющий ратуши и главный рыцарь Катер все как один выглядели совершенно растерянными. Командир Первой армии Железный Топор в любое время сохранял одно и то же выражение лица — вероятно, что бы Роланд ни говорил, он лишь кивал в согласии.
Что ж, Роланд вздохнул про себя — похоже, этот урок химии оказался слегка за рамками программы.
Если сейчас и были те, кто мог разделить радость Его Высочества, то это, пожалуй, лишь Кемер Стил и Чамберс.
«Ваше Высочество, это поистине... невероятно,» — восхищался молодой алхимик. — «Вы доказали правильность „Начал химии". Наверное, ни один алхимик и представить не мог, что даже воздух, который нас окружает повсюду, столь сложен.»
«Теперь, когда у нас есть чистый кислород, можно ли будет наблюдать более интенсивную реакцию окисления? У меня столько экспериментов, которые я хочу провести!» — с воодушевлением сказал Кемер.
Роланд кивнул, но в его голове внезапно возникла другая мысль.
Азот является основным сырьём для синтеза аммиака. При высокой температуре, высоком давлении и наличии катализатора он вступает в реакцию с водородом, образуя аммиак, который используется не только для производства азотных удобрений, но и для синтеза оксидов азота, из которых получают азотную кислоту. Однако для реализации этого процесса предстоит ещё много работы — воздушные насосы, вакуумные газгольдеры и целый ряд сложного реакционного оборудования. Даже если Белая сможет обеспечить функцию катализатора, потребуются многочисленные повторные эксперименты.
Теперь, когда у него есть чистый кислород и чистый азот, почему бы не производить оксид азота напрямую?
Верно, химическая промышленность предпочитает получение азотной кислоты из аммиака, поскольку реакция между кислородом и азотом является эндотермической и не может протекать самопроизвольно — необходим внешний источник энергии, например, электрическая дуга, которая мгновенно нагревает газ до нескольких тысяч градусов. Именно поэтому почва в регионах с частыми грозами более плодородна. По той же причине данный метод предъявляет высокие требования к оборудованию и потребляет слишком много энергии, а потому не подходит для промышленного производства.
Но если стоит задача срочно увеличить производство, этот метод наиболее эффективен — он не требует даже катализатора, достаточно лишь непрерывного электрического разряда... или иного способа достичь той же высокой температуры, что создаёт электрическая дуга.
Роланд тут же подумал о Чёрном Огне.
КПД нагрева Чёрного Огня не уступал электрической дуге, и при этом нагрузка на Анну была минимальной — достаточно было очистить азот и кислород, смешать их в нужных пропорциях и залить в герметичную реакционную камеру, и оксид азота будет постоянно образовываться.
Он решил испробовать этот метод.
(Продолжение следует.)