Щелочи
Единственными известными древним египтянам щелочами были: а) неочищенный карбонат калия или натрия в виде растительной золы и b) карбонат и бикарбонат [285] натрия в виде природной кристаллической соды. Простое прибавление любой из них к веществу основы фаянса было бы бесполезно, так как ни та, ни другая не обладает связующими свойствами. Однако при сильном прокаливании карбонат калия и карбонат натрия химически соединяются с кварцем, образуя силикат калия или натрия. Я проделал большое количество опытов с сухой толченой кристаллической содой и толченым кварцем, полученным путем тщательного перемалывания кварцевой гальки. Смесь пальцами запрессовывалась в маленькие древние краснокерамиковые формы для фаянса, которые помещались в небольшую электрическую муфельную печь. В результате обжига получалась прочная масса различной степени твердости, в зависимости от количества содержащейся в ней соды. При 2 % содержании соды масса была настолько рыхлой, что ее нельзя было вынуть, не разбив формы. При 5 % она приближалась по плотности к большей части древнеегипетских вещичек из белого фаянса[1006]. При 10 % масса была несколько тверже обычного фаянса, а при 20 % — много тверже. Опыты были повторены несколько раз, в основном с теми же результатами. Таким образом, сода в виде сухого порошка в количестве от 5 до 10 % является весьма эффективным связующим веществом и вполне могла быть использована в древности.
Но, хотя сухая сода была подходящим материалом при изготовлении предметов в формах, она не годилась при вылепливании руками. Поэтому мы произвели ряд опытов с растворами соды и выяснили, что при чрезвычайно тонком размоле кварца любой раствор, и даже простая вода, придавал массе некоторую пластичность; при добавлении же крепкого раствора соды масса становилась настолько пластичной, что из нее можно было осторожно вылепливать грубые фигурки, которые после частичной сушки могли быть отделаны при помощи какого-нибудь острого инструмента. После окончательной сушки их уже можно было брать в руки, не опасаясь повредить, а следовательно, и обжигать и покрывать глазурью.
Естественно, возникает вопрос, каким образом до сих пор осталось незамеченным такое большое количество [286] соды — от 5 до 10 %— и почему она не была обнаружена химическим анализом. Перечислим вкратце причины: природная сода состоит в основном из карбоната и бикарбоната натрия в химическом соединении с кристаллизационной водой. Но, кроме того, в ее состав всегда входят хлористый натрий (поваренная соль) и сульфат натрия, иногда в значительном количестве. Использованная нами в большинстве опытов сода содержала 24 % хлористого натрия и 10 % сульфата натрия. При сильном прокаливании соды с кварцем хлористый натрий в значительной мере улетучивается, бикарбонат натрия теряет углекислоту и воду и превращается в карбонат. Карбонат натрия — как первоначально присутствовавший в соде, так и образовавшийся из бикарбоната — соединяется с частью кварца, образуя силикат натрия и углекислый газ. Последний улетучивается вместе с кристаллизационной водой и всей наличной влагой. Общая потеря (хлористый натрий, углекислый газ, кристаллизационная вода и влага, улетучиванием которых объясняется наличие пор в готовом продукте) достигает приблизительно 70 % веса использованной соды. Таким образом, на каждые 10 граммов соды (при десятипроцентном добавлении) остается не более 3 граммов вещества, связанного с каждыми 100 граммами кварца. Учитывая ничтожный вес образцов, которые берутся для микроскопического исследования, не следует удивляться, что такая ничтожная доля силиката натрия (к тому же бесцветного и не имеющего каких-либо отличительных признаков) ускользает от глаза наблюдателя. При химическом анализе кремнистая часть силиката натрия, образующаяся из кварца, тождественна кварцу и неотделима и неотличима от него. Поэтому она регистрируется вместе с кварцем, а обнаруженный в небольших количествах натрий отмечается как «окись натрия» или «щелочь».
Упомянутые здесь опыты были проделаны мною в 1931 или 1932 году. После того как я ознакомил с их результатами узкий круг друзей, я опубликовал их впервые в 1933 году[1007]. Впоследствии я обнаружил, что меня опередили почти на пятьдесят лет. Те же опыты были [287] проведены в Музее практической геологии в Лондоне, их результаты показали, что белое вещество фаянса «состояло из мелкого песка, скрепленного силикатом натрия. Сода, вероятно, вводилась в виде карбоната (возможно, из натронных озер), ее смешивали с песком, выкладывали смесь в форму, обжигали и покрывали глазурью»[1008].
