Техника - молодёжи 1966-04, страница 6

Н. Н. Семенов объяснил результаты своих опытов. Реакция окисления паров фосфора — это цепная разветвленная реакция. Она осуществляется с помощью свободных радикалов, которые образуются в ходе реакции. Каждый из радикалов вступает в реакцию с молекулами исходных веществ, рождая новые свободные радикалы и молекулы продуктов реакции. Процесс, в котором из одного свободного радикала образуется несколько (три) новых свободных радикала, Семенов назвал разветвлением цепи, ибо каждый новый радикал начинает как бы новую цепь реакций.

Как ни удивительно, но простая, со школьных лет известная реакция окисления водорода в воду (2Нг + Ог = = 2Н₂0) при определенных условиях проявляет типичные черты цепной разветвленной реакции. Активными центрами этой реакции являются атомы водорода Н, кислорода О, свободный радикал — гидроксил ОН. Недавно ученики Н. Семенова, применив метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), увидели «портреты» этих радикалов в форме характерных спектров ЭПР.

Три с половиной десятилетия назад Н. Н. Семенов открыл существование и медленных цепных разветвленных реакций. Если быстрые цепные процессы, связанные с воспламенением, протекают за сотые доли секунды, то медленная цепная лавина развивается в несколько секунд, минут и даже часов. По законам медленных цепных разветвленных процессов проходит окисление многих органических соединений, например углеводородов. В качестве конечных и промежуточных продуктов при этом образуются весьма полезные вещества. В руководимом Н. Н. Семеновым Институте химической физики Академии наук СССР на основании исследований механизма цепных реакций было разработано несколько эффективных технологических процессов получения важных химических продуктов. Так, например, при цепной реакции окисления природного газа метана получается формальдегид.

Недавно в институте разработан новый метод получения очень ценного вещества — окиси пропилена. Был использован цепной процесс окисления ацетальдегида и пропилена в жидком состоянии. При этом окисляющийся альдегид дает свободные радикалы, содержащие избыток кислорода.

Именно эти радикалы и окисляют пропилен, превращая его в окись пропилена. Получается как бы комбинация двух процессов, где один процесс генерирует свободные радикалы, а другой их потребляет. Реакции вполне уживаются, не мешая друг другу. Кстати, в зтой технологической схеме в качестве побочного продукта получается дешевая уксусная кислота.

В основе каждого технологического процесса лежит химическая реакция. Естественно, что, зная законы, по которым эти реакции протекают, а также их механизм, можно «конструировать» новые, весьма эффективные технологические процессы. Этими вопросами занимается химическая кинетика, признанный руководитель и теоретик которой Н. Н. Семенов. И цепные химические реакции — одна из ярких глав этой интересной науки. Невозможно

представить себе жизнь современного общества без использования могущественных процессов горения и взрывов.

Огромный размах исследований процессов горения и взрывов в необычайной степени был стимулирован открытиями Н. Н. Семенова и его научной школы. Почти одновременно с теорией цепного воспламенения Н. Н. Семенов создал теорию теплового взрыва.

По этой теории, причина воспламенения заключается не в увеличении числа активных центров, а в прогрессивном выделении тепла в процессе химической реакции горения. Действительно, теплота, выделяющаяся в результате химической реакции, частично рассеивается во внешнюю среду, а частично тратится на нагрев реагирующих веществ. Повышение температуры в зоне реакции приводит к сильному увеличению ее скорости. Вследствие этого в системе выделяется еще большее количество тепла и т. д. В конце концов роет температуры, увеличение скорости реакции и бурное выделение энергии приводят к взрыву. Таков механизм теплового взрыва, вскрытый академиком Н, Н. Семеновым.

Детальному изучению ученые подвергли чрезвычайно важный режим горения — Детонационное горение. При детонации развиваются высокие давления, приводящие к сильным разрушениям, и высокие температуры, превышающие температуру обычного пламени. При детонационном сгорании газ воспламеняется в результате практически мгновенного его сжатия ударной олной. Исключительно важное научное и практическое значение имеет область детонации взрывных веществ. Устойчивая детонация возможна лишь в том случае, когда время реакции во фронте Детонационной волны меньше времени разброса взрывчатого вещества под действием огромных

давлений, развивающихся в зоне взрыва. Поскольку время разброса зависит от диаметра заряда, то этот принцип даст объяснение факту существования критического диаметра, ниже которого детонация невозможна. Можно сказать, что вообще изучение и разработка принципов эффективного использования процессов горения и взрывов стели возможными лишь благодаря выдающимся теоретическим и экспериментальным исследованиям Н. Н. Семенова и его научной школы.

В апреле месяце 1966 года академику Н. Н. Семенову исполняется 70 лет. Однако годы ничуть не снизили исключительно высокого творческого потенциала этого юношески стройного и подвижного человека.

Велика роль вице-президента Академии наук СССР Н. Н. Семенова как одного из руководителей и организаторов советской науки. Советская Родина отметила выдающиеся заслуги Н. Н. Семенова Государственными премиями, орденами и медалями Союза ССР. Он также лауреат Нобелевской премии. Это вполне заслуженное и закономерное признание огромного творческого вклада в науку, сделанного замечательным советским ученым.

В автоклавах этого завода идет цепная реакция получения формальдегида.