Юный техник 1980-03, страница 38
Расчеты по формуле Аррениуса показывают, что даже миллиардов лет — целой жизни вселенной! — не хватит, чтобы вблизи абсолютного нуля температуры испытала химическое превращение хотя бы одна молекула. Закон Аррениуса был подтвержден тысячами опытов в самом широком диапазоне температур... Кое-что об энергетических цепях Группа члена-корреопондента АН СССР В. И. Гольданокого вела поиск так называемых «энергетических» цепных реакций при низких температурах. Замяться этим предложил академик Н. Н. Семенов — основоположник теории цепных реакций. Идею «энергетических» цепей в химии лучше всего пояснить на примере реакций полимеризации — образования длинных цепочек, состоящих из множества одинаковых звеньев молекул-мо-номеров. Первый акт реакции — зарождение цепи — начинается с того, что в исходной молекуле-мономере разрывается одна или несколько химических связей. Чтобы разорвать химическую связь, нужна энергия. Поэтому первый акт [реакции полимеризации представляет собой процесс эндотермический, то есть идущий с подводом энергии извне. Благодаря этим освободившимся связям молекула может присоединить к себе точно такую же молекулу и так далее. В результате присоединения очередной молекулы к цепи в этом месте происходит уже выделение энерпии — рост цепи является экзотермическим процессом. Энергия как бы передается от звена к звену. Эти [реакции и 'называются энергетическими цепями. Вот такие процессы исследователи и попытались проводить при низких температурах. Промышленный синтез полимеров идет при температурах в де сятки и сотнн градусов и в присутствии дорогих катализаторов. Надо ли объяснять, какие выгоды в случае удачи могло бы дать снижение температуры синтеза? На что надеялись ученые? Как раз на то, что рост цепи — процесс экзотермический и цепь растет самопроизвольно, сама себя обеспечивая энергией для каждого акта присоединения звена. Нужно только «поднести» спичку, дать первый толчок цепному процессу, затратив энергию на разрыв химических связей в исходной молекуле. Но для этого, может быть, необязательно нагревать всю смесь реагентов? Пусть она пребывает при низкой температуре. А энергию для запала реакции можно подвести, например, в виде порции ионизирующего излучения. Перебрав множество органических соединений, ученые из Института химической физики остановились на формальдегиде. Он оказался поистине счастливой находкой. Экспериментаторы замораживали формальдегид до температуры жидкого гелия 4° К (—269° С) и облучали его с помощью радиоактивного кобальта*-60. Затем посредством особых методов — инфракрасной спектроскопии, электронного парамагнитного резонанса, радиотермолюминесценции и т. д. — исследовали испытуемое соединение. Результат оказался совершенно бесспорны!* — отдельные молекулы формальдегида соединяются в длинные полимерные цели! Но здесь, как всегда бывает в науке, слово взяли скептики. «Полимер полимером, сомневаться не приходится. Но это еще не значит, что ваш полимер образовался действительно в ходе цепной реакции!» Аргумент скептиков был весьма серьезен. В самом деле, может ведь так быть, что цепь растет не самопроизвольно, не обеспечивает себя энергией из соб 3* 35 |
