Електрон в хімічному реакторі

ФАУ

Під час другої світової війни розвідка союзників виявила на території Німеччини таємничі заводи, обнесені високими загородженнями та охоронювані добірними частинами гестапо. Більшість заводів було обладнано спеціальними установками для утворення димової завіси в разі повітряного нальоту. Продукція цих надсекретних підприємств відправлялася в спеціальних алюмінієвих цистернах. Для збереження таємниці вміст іменувалося по-різному, проте в цистернах завжди була одне і та ж речовина – перекис водню у концентрації до 90 відсотків.

Вона використовувалася німцями в двигунах ракет типу ФАУ, в реактивних літаках, у двигунах торпед і підводних човнів дальньої дії і ще у двох десятках видів зброї. Таємницею була оточена не сама ця хімічна речовина, а спосіб її вироблення.

До того перекис водню виготовляли шляхом взаємодії води з перекисом барію (теж отриманої хімічним шляхом). Цей метод дозволяв отримувати перекис водню в концентрації не вище 8 відсотків. Секретні заводи працювали на іншому принципі. Тут окисляли сірчану кислоту, готуючи з неї більш складну пероксідисірчану кислоту, а з неї – перекис водню. Але сірчана кислота сама є дуже енергійним окислювачем. Що ж могло бути сильніше її? Таким надсильним окислювачем був потік стрімких електронів.

ДИПЛОМАТІЯ В ХІМІЇ

Більшість потрібних нам речовин доводиться отримувати довгими обхідними шляхами, займатися «хімічною дипломатією». Візьмемо для прикладу фенол і бензол. Єдина відмінність в їх хімічному складі – зайвий атом кисню в молекулі фенолу. Припустимо, що ми хочемо отримати фенол з бензолу (фенол – дуже потрібна сировина для виробництва пластмас і капронового волокна). Здавалося б, чого простіше-приєднати до кожної молекули бензолу по атому кисню, хоча б окисляти бензол киснем повітря. На жаль, не так-то просто «вмовити» молекулу бензолу прийняти цей атом. Навіть якщо застосувати дуже суворі заходи – підвищити температуру до 500 градусів, а тиск до 50 атмосфер, все одно в продуктах реакції виявиться лише кілька відсотків потрібного нам фенолу.

Молекулу бензолу спочатку з’єднують з молекулою пропілену, застосувавши підвищений тиск і добавки каталізаторів. Отримують ізопропілбензол. До нього вже можна приєднати кисень. Утворюється гідроперекис ізопропилбензола. Розклавши це з’єднання, нарешті, отримаємо потрібний нам фенол (і, крім того, ацетон). Мало того, що все це довго і складно, гідроперекис ще й має досить неприємний характер. Він легко вибухає.

Ось інший приклад. Щоб отримати з відомого всім ацетону пінакон, який вкрай необхідний у виробництві деяких сортів каучуку, доведеться запастися ще й металевим магнієм, чотирьох хлористим вуглецем, сулемою, бензолом та іншими речовинами, нерідко досить дорогими. А між тим пінакон за складом – це всього лише дві молекули ацетону, з’єднані разом, що містять два додаткових атома водню.

Чоловіка, який, бажаючи потрапити з Москви до Петербурга, їхав би туди через Київ, назвали б диваком. У хімічному синтезі такі «подорожі» ми, на жаль, змушені здійснювати весь час. Тим часом сутність реакції, скажімо, окислювально-відновної полягає в збідненості електронами одних атомів і збагаченні ними інших, в перенесенні електронів.

Автор: В. Павлов.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *