Юный техник 1970-05, страница 17

Наш комментарий

ЗАМЕДЛИТЬ, ЧТОБЫ УСКОРИТЬ

Тысячи химических заводов вырабатывают самые разнообразные вещества — полимерные волокна, реактивы, удобрения. И всюду инженеры бьются над тем, чтобы ускорить реакции, чтобы получить как можно больше продукции. Почему же мы заговорили о способах их замедления!

Чтобы ответить на этот вопрос, начнем с упомянутой в статье реакции образования хлористого аммония. С ней связан несложный химический фокус — «волшебная палочка»: вы подносите лучинку, смоченную в концентрированной сопяной кислоте, к стакану с крепким раствором аммиака. Лучинка начинает «дымить» и, кажется, вот-вот вспыхнет ярким пламенем. «Дым» — это твердые частички хлористого аммония, которые образуются из аммиака и хлористого водорода по реакции: NH_;i -j- HCl -> NH Cl газ газ твердое вещество

Реакция простая, но лишь на первый взгляд! Как и любая другая, она состоит из сотен элементарных стадий — химических и физических. В самом депе, что происходит! В растворе соляной кислоты, в который мы окунули пучинку, молекулы хлористого водорода непрерывно распадаются на ионы по реакции:

Из этих же ионов непрерывно образуются молекулы хлористого водорода. И молекулы и ионы двигаются в самых разных направлениях, часть из них оказывается на поверхности, и здесь уже происходит другая реакция — физическая:

HCl НС1

(в растворе) (газ)

И так дапее.

Учтите, что и молекула аммиака, прежде чем доберется до молекулы соляной кислоты, тоже побывает в разных переделках.

Поэтому химик, который хочет знать о реакции все, превращается в сыщика. Он должен проследить за каждым шагом молекулы. Для этого испопьзуется метод «замораживания» реакции, который можно сравнить с методом замедленной киносъемки, и очень спожные приборы: масс-спектрометры, спектрометры электронного парамагнитного резонанса, полярографы и т. д. Они позволяют ученым фотографировать и расшифровывать «отпечатки пальцев», то есть все возможные следы, которые оставляет молекула на своем пути. Другой метод — использование ЭВМ.

И оказывается, что даже самые простые реакции, еспи к ним пригпядеться попристальнее, могут принести исследователю немало сюрпризов.

Вернемся к случаю с Клементи. Он запрограммировал реакцию образования хлористого аммония, вложил в память ЭВМ все известные сведения об аммиаке и хлористом водороде. И машина ответила, что в результате получится... газ! Нелепость! Поставили опыт, изменив температуру и давление. И действительно, получили не твердый, а газообразный хлористый аммоний. Так машина помогла открыть новую химическую реакцию.

С помощью «замораживания» реакций на сегодняшний день удалось изучить около ста свободных радикалов. Иногда говорят, что радикал — это обломок молекулы. Например, когда на кухне зажигают горепку, газ метан, сгорая, соединяется с кислородом. При этом некоторые молекулы метана в жарком пламени разваливаются на две части: метил и атомарный водород. Это и есть радикалы. Радикалы, как правило, живут недолго, иногда миппионные доли секунды. И тем не менее, появившись лишь на мгновение, радикал направляет реакцию совершенно по другому пути, становится родоначальником новых соединений. Вот почему так важно изучить свойства радикалов.

Самый известный и универсальный метод исследования радикалов — электронный парамагнитный резонанс (сокращенно ЭПР]. Он сейчас успешно применяется во всем мире.

«Замораживание» радикалов, позволяющее продлить их жизнь от долей секунды до нескольких часов, открывает перед химиками новые возможности. Как видите, для того чтобы ускорить химическую реакцию, сначала надо научиться ее замедлять.

В. ВЛАДИМИН, кандидат химических наун

15