V. Towarzystwo Kwasu Azotowego
VI. 4. Przemysłowa synteza cyjanków
W czasie, gdy Ignacy Mościcki projektował i kierował pracami budowlanymi fabryki kwasu azotowego w Chippis, obydwa to-warzystwa finansujące prowadzone przez niego badania, czyli So-ciété de l’Acide Nitrique oraz Aluminium Industrie Aktien Gesellschaft Neuhausen, zainteresowały się możliwościami zastosowania łuku elektrycznego do wytwarzania cyjanków.
Cyjanki – sole kwasu cyjanowodorowego, nazywanego potocz-nie kwasem pruskim, zawierające chemiczpotocz-nie związany azot, zwra-cały uwagę badaczy i przemysłowców w podobnym, strategicznym kontekście jak inne związki azotowe. Sole kwasu pruskiego stoso-wane były od dawna w kopalniach złota i srebra. Wykorzystywano w tym przypadku właściwości cyjanków do rozpuszczania metali szlachetnych. Roztwory cyjanków metalicznych, najczęściej cyjan-ku sodu, używane były do wypłukiwania złota i srebra z ziemnej masy złoża. Później cyjanki znalazły zastosowanie w przemyśle chemicznym. Były surowcem w produkcji amoniaku i nawozów sztucznych. Ich znaczenie jeszcze bardziej wzrosło, gdy zaczęła się rozwijać chemia polimerów. Ważną rolę w tym względzie odegrała synteza kauczuku, przeprowadzona przez Fritza Hofmana w 1909 r.
Do produkcji „sztucznej gumy” potrzebne były również cyjanki.
Ignacy Mościcki jeszcze w czasach swej asystentury na Uniwer-sytecie we Fryburgu zajmował się syntezą cyjanowodoru, przebie-gającą w substratach gazowych pod wpływem iskry elektrycznej.
Była to problematyka należąca do programu naukowego, realizo-wanego przez współpracowników i doktorantów profesora Józefa Wierusz-Kowalskiego w katedrze fizyki. Program ten obejmował zjawiska zachodzące w mieszaninach rozmaitych gazów pod wpły-wem wyładowań elektrycznych. Mościckiego szczególnie intere-sowały efekty chemiczne tych eksperymentów i możliwości ich praktycznych zastosowań na skalę o znaczeniu technologicznym.
W pracy nad metodą elektrochemicznego otrzymywania cy-janowodoru Mościcki nawiązał do termochemicznych badań M. Berthelota, specjalizującego się w zakresie organicznych
związ-ków azotu i materiałów wybuchowych. Już w 1869 r. Berthelot wykazał doświadczalnie, że wyładowanie elektryczne w mieszani-nie acetylenu i azotu prowadzi do reakcji syntezy cyjanowodoru.
Niedogodnością tej reakcji było osadzanie się na elektrodach war-stewki sadzy, co w krótkim czasie prowadziło do zakłócenia pracy łuku. W celu zapobieżenia temu Mościcki wpadł na pomysł, aby do mieszaniny reagujących gazów wprowadzić dodatkowo pewną ilość wodoru. Pomysł okazał się dobry i już w warunkach labora-toryjnych rokował pozytywnie o przydatności w ewentualnej prze-mysłowej produkcji cyjanków.
Niezwłocznie więc rozpoczął prace doświadczalne. Ich przed-miotem było oznaczenie takiego najmniejszego stężenia wodoru zawartego w mieszaninie acetylenu i azotu, przy którym już nie występuje efekt wydzielania się sadzy na elektrodach łuku. Na-stępnym etapem było ustalenie optymalnych warunków, w któ-rych wydajność procesu otrzymywania cyjanowodoru metodą elektrochemiczną była najlepsza. Owocem tych badań był patent węgierski (nr 52 534).
Otrzymawszy nowe zamówienie Mościcki powrócił do tej tema-tyki i rozpoczął doświadczenia, zmierzające do opracowania prze-mysłowej syntezy cyjanków. Badania w tym kierunku prowadził razem z Kazimierzem Jabłczyńskim i Stanisławem Przemyskim.
Rezultatem wspólnych prac, wykonywanych w laboratorium uni-wersyteckim we Fryburgu, było wynalezienie metody przerobu cy-janku potasu w roztworze wodnym, w której to metodzie ostatecz-nym efektem było tworzenie się amoniaku oraz powstające – jako produkt uboczny – sole kwasu mrówkowego. Operację tę dawało się stosunkowo łatwo przeprowadzić z bardzo dobrą wydajnością poprzez ogrzewanie roztworu cyjanku w zamkniętym naczyniu do temperatury 150–170°C.
Do syntezy cyjanków metodą Mościckiego doskonale nadawa-ły się wszystkie urządzenia zaprojektowane wcześniej na potrzeby produkcji kwasu azotowego. Pierwsza próbna fabryczka związków cyjanowych została uruchomiona we Fryburgu, następna – więk-sza – w Neuhausen. Zastosowanie elektrycznego pieca z
wirują-VI. Sukces metody Mościckiego
cym płomieniem dało w produkcji cyjanków bardzo dobre wyniki.
Ostatnie próby zostały wykonane w końcu 1912 r. i wypadły pod każdym względem zadowalająco. Proces technologiczny polegał na elektrotermicznej syntezie cyjanowodoru i chemicznym prze-kształcaniu go na sole oraz hydrolitycznej przeróbce na amoniak i mrówczany, albo też na przemianie soli kwasu cyjanowodorowe-go w żelazocyjanki. Mimo że metoda rokowała dobre wyniki fi-nansowe, nie została w przemyśle szwajcarskim wykorzystana na większą skalę.
Gdy Ignacy Mościcki budował fabrykę w Chippis i kończył w Neuhausen prototypowe urządzenia do produkcji cyjanków, na-wet nie przypuszczał, że w nieodległym już czasie będzie mu dane pracować w kraju i wdrażać swoje nowatorskie projekty w polskim przemyśle chemicznym.
W cesarsko-królewskiej VII.
Szkole Politechnicznej we Lwowie
W
chwili, kiedy we Lwowie narodziła się myśl o zaproszeniu Ignacego Mościckiego na katedrę do Szkoły Politechnicz-nej, syntetyczny przemysł azotowy stawał się jedną z najpotęż-niejszych gałęzi przetwórstwa na świecie. Koncerny finansowały milionowe wydatki na kosztowne badania i próby techniczne.Mościcki, pozostając w Szwajcarii, przyjąłby udział w tym twór-czym wyścigu; powracając do kraju musiał mieć świadomość, że nie może liczyć na podobne oparcie materialne.
Działania Mościckiego w Szwajcarii znaczone były powodze-niami, ale atmosfera pracy nie zawsze sprzyjała swobodzie i nale-żytej efektywności badań. Wynikało to w dużej mierze z typowego na gruncie technologii krzyżowania się ambicji naukowych z in-teresami finansowymi przedsiębiorstw produkcyjnych. Bywało, że zmuszony okolicznościami, sprzedawał różnym firmom za niewiel-kie pieniądze swoje pomysły nie do końca opracowane. Nabywcy wdrażali pomysł i wypuszczali na rynek urządzenia i aparaty nada-jąc im rozmaite nazwy komercyjne. Stało się to powodem zaprze-paszczenia dorobku wielu wartościowych wynalazków, o których już nikt nie wie, że były dziełem Mościckiego.
Z jego nazwiskiem natomiast została trwale związana przemy-słowa technologia otrzymywania kwasu azotowego z powietrza i wody, wykorzystująca energię wyładowań elektrycznych. Sławę przyniosły mu także kondensatory przeznaczone do obwodów prądu zmiennego o wysokim napięciu i dużej częstotliwości,
któ-re od razu znalazły zastosowanie w największych stacjach radio-telegraficznych w Europie. Znane i z jego nazwiskiem kojarzo-ne były urządzenia zbudowakojarzo-ne z układu cewek i kondensatorów zabezpieczające elektrownie i elektryczne sieci przesyłowe przed przepięciami, indukowanymi podczas burz wskutek wyładowań atmosferycznych. Poza tym nazwisko Mościckiego ukazywało się od czasu do czasu w katalogach firm oferujących własne wyroby elektrotechniczne.
Sam Ignacy Mościcki pozytywnie oceniał okres, który upłynął od jego wyjazdu z Londynu. Dał temu wyraz w Autobiografii, gdzie napisał: „Bilans mój z pobytu w Szwajcarii uważam za bardzo do-datni. Przez pierwsze lata asystentury rozszerzyłem bardzo swój wachlarz naukowy. Oprócz nabytej już poprzednio wiedzy che-micznej przybyło mi wykształcenie fizyczne i elektrotechniczne, a wiadomości z elektrofizyki szczególnie pogłębiłem. Był to dla mnie nie tylko najwięcej ulubiony dział nauki, ale też w ciągu swo-jej piętnastoletniej pracy najwięcej miałem z nim do czynienia. Całą wiedzę swoją zawdzięczałem jedynie książkom i możności ekspe-rymentowania. Wykonanie większych prac twórczych, o których wspomniałem, a także innych mniejszej doniosłości, z przechodze-niem wszystkich faz aż do ich realizacji, rozszerzyło znacznie moje doświadczenie technologiczne. Wszystko zaś razem wpłynęło na zwiększenie moich zdolności umysłowych do rozwiązywania sta-wianych sobie zadań”.
W szwajcarskich kręgach przemysłowych Mościcki był posta-cią znaną i cenioną. Miał opinię utalentowanego inżyniera, które-go wynalazki przynosiły nie tylko wymierne korzyści dla rozwoju lokalnego przemysłu, ale także znaczne dochody. Dlatego też cią-gle otrzymywał mniej lub bardziej lukratywne propozycje finanso-wania własnej pracy badawczej, dotyczącej rozmaitych zagadnień technicznych. We Fryburgu, gdzie znajdowała się liczna polska kolonia i gdzie studiowało wielu młodych ludzi, przybywających dla uzupełnienia wykształcenia i poszerzenia wiedzy, mógł się czuć dobrze i swojsko. Pracując przez cały czas w laboratorium frybur-skiego uniwersytetu, miał kontakt ze studiującą polską młodzieżą,