Техника - молодёжи 1960-08, страница 44

были использованы академиками Я. Б. Зельдовичем и Ю. Б. Харитоиом для парвого расчата реакции деления урана в системе типа атомного котла.

Теория цепных реакций позволила решить ряд проблем, имеющих важное значение для практики.

В нашей стране неисчерпаемы запасы природного газа метана. При окислении его образуется формальдегид—продукт, необходимый для получения синтетических смол и пластических масс. Исследования, проведенные под руководством профессора А. Б. Налбандяна, помогли разработать новый зкономичный метод получения формальдегида прямым окислением метана кислородом воздуха.

Развитие злокачественных опухолей подчиняется закономерностям, внешне аналогичным цепным реакциям. Пред-полегается, что в развитии опухолевых процессов принимают участие свободные радикалы. Н. М. Эменузль и доктор биологических наук Л. П. Липчина открыли возможность торможения рез-вития рака крови у мышей. Введя в организм небольшие количества веществ, тормозящих цепные окислительные реакции, ученые даже добились выздоровления животных.

Теория цепных реакций приобретает характер общей теории разаития многих процессов а природе.

За выдающиеся работы в области изучения механизма химических цепных реакций академику Н. Н. Семенову Шведская Академия наук присудила в 1956 году Нобелевскую премию.

Академик Семенов эксперименталь-ио раскрыл механизм быстрых цепных химических реакций. А его ученик Н. М. Эмаиузль изучил некоторые важные особенности медленных цепных реакций. Как оказалось, зти реакции можно стимулировать, ускорять. Делается зто следующим образом. Через сосуд, где идет реакция, на короткое время пропускается, например, газ, специально подобранный для данной цели. Этот газ служит катализатором, он стимулирует процесс, и развивается настоящая лавина химических превращений. Как выяснилось из работ Н. М. Эманузля, такой катализатор действует не асе время, пока идут превращения, а только в начале реакции. На зтой первой стадии создается новый, промежуточный катализатор, который участвует в последующей стадии, и т. д. Весь процесс, таким образом, состоит из сменяющих друг друга самостоятельных цепных реакций.

Открытие стадийности химических цепных процессов имеет очень важное значение для практики. Теперь предстевляется возможность легко и гибко управлять течением реакций, их скоростью. Можно «руководить» выходом готовой продукции на химических производствах, выпускающих сырье для синтетических волокон, пластических масс, заменителей пищевых жиров и т. д.

Н. М. Эманузлем предложен оригинальный способ получения ценных кислородсодержащих продуктов. Он состоит в окислении углеводородных газов, взятых в сжиженном состоянии при температурах и давлениях, близких к критическим. Использование зтого способа позволяет получать продукты с большими выходами, более чистые

и со скоростями, удовлетворяющими химическую промышленность.

Разработка профессором Эманузлем новых принципов стимулирования цепных процессов, характеризующихся замедленным («вырожденным») развитием цепной Левины химических реакций, высоко оценена Советским правительством. Н. М. Эмаиузль удостоен высокого звания— лауреата Ленинской премии.

Большой практический интерес представляет и работа профессора Г. А. Разуваева. Исследуя с помощью меченых атомов поведение свободных радикалов, генерированных в среде различных растворителей, ученый показал, что зти радикалы обладают высокой реакционной способностью. Сталкиваясь с молекулой растворителя, они отрывают от нее периферийные атомы. Они порождают новые свободные радикалы. Происходит как бы зстафетная передача радикала а процессе течения химической реакции. Когда свободный радикал сталкивается со сложной молекулой, то, разбивая ее на две части, он соединяется с одной из них, а вторая опять действует как свободный радикал.

В своих работах профессор Разуваев открыл ряд новых цепных реакций, происходящих в растворах с участием свободных радикалов. Некоторые из зтих реакций представляют большой практический интерес. Исследования профессора Г. А. Разуваева также удостоены Ленинской премии.

ЗАМОРОЖЕННЫЕ РАДИКАЛЫ

Неуловимые и своенравные химические невидимки — свободные радикалы — являются универсальным ключом ко всей химии бытия и мироздания; ведь они служат переносчиками анергии в цепи реекций.

Не асе свободные радикалы имеют кратковременный период существования. При соответствующих условиях,

У

например, когда радикалы лишены возможности реагировать с воздухом, они могут «жить» в течение многих дней. Это в основном углеводороды, состоящие обычно из зО или более атомов. Их можно сохранять, растворяя в бензине или другом инертном растворителе.

Химики всячески стремятся продлить жизнь свободным радикалам. Это поможет изолировать зти частицы и позволит осуществить с их помощью любые реакции, любые химические синтезы.

Поясним сказанное примером из одной практической работы, обещающей произвести революцию в процессе производства высококалорийных сортов топлива.

Озон, как известно, является прекрасным окислителем н важным компонентом для создания высококалорийного топлива. Но а промышленном масштабе зто вещество не производится из-за большой сложности и дороговизны разработанных методов. Сделанное недавно открытие меняет положение дела.

В один из дней 1954 года американские ученые Герберт Р. Бройда и Джон Р. Пеллзм получили свободные радикалы кислорода, пропуская зтот газ через установку, дающую высокочастотный злектрический разряд. При температуре около абсолютного нуля зти свободные радикалы образуют прозрачный твердый осадок. При незначительном повышении температу ры осадок частично испаряется, оставляя твердое вещество фиолетового цвета. Это не что иное, как смесь кислорода и озона. Дальнейшее повышение температуры приводит к освобождению озона в сравнительно большом количестве. Это один из новых методов, позволяющих получать озон для широких практических целей.

Опыты первых дней положили начало годам захватывающих исследований.

Самым поразительным из первых зкспериментов был эксперимент с азотом (см. цветную вкладку). Когда вещество, полученное при расщеплении газообразного азота электрическим разрядом, замораживали на холодной поверхности, оно почти немедленно начинало испускать яркое зеленое сияние. Это сияние было настолько интенсивным, что его можно было видеть а хорошо освещаииой комнате. При дальнейшем накоплении вещества на поверхности наблюдались яркие голубые вспышки. После прекращения тока газа в течение нескольких минут можно было видеть голубовато-зеле-ное послесвечение твердого замороженного вещества. При быстром нагреве этого вещества до 25° выше абсолютного нуля оно давало вспышку голубого света, похожую на пламя. После повторного охлаждения до температуры жидкого гелия вновь появлялось голубовато-зеленое послесвечение, но уже более слабое.

Изучение спектров света, испускаемого замороженными свободными радикалами, позволит получить сведения о расположении атомов и молекул в твердом теле, о силах, действующих на них, о движении атомов и о взаимодействии между атомами и молекулами.

В настоящее время методом эамо-. раживания получают а атомарном со

44