Электрон в химическом реакторе

Во время второй мировой войны разведка союзников обнаружила на территории Германии таинственные заводы, обнесенные высокими заграждениями и охраняемые отборными частями гестапо. Большинство заводов было оборудовано специальными установками для образования дымовой завесы в случае воздушного налета. Продукция этих сверхсекретных предприятий отправлялась в специальных алюминиевых цистернах. Для сохранения тайны содержимое именовалось по-разному, однако в цистернах всегда было одно и то же вещество — перекись водорода в концентрации до 90 процентов.

Она использовалась немцами в двигателях ракет типа ФАУ, в реактивных самолетах, в двигателях торпед и подводных лодок дальнего действия и еще в двух десятках видов оружия. Тайной было окружено не само это химическое вещество, а способ его выработки.

До того перекись водорода изготовляли путем взаимодействия воды с перекисью бария (тоже полученной химическим путем). Этот метод позволял получать перекись водорода в концентрации не выше 8 процентов. Секретные заводы работали на другом принципе. Тут окисляли серную кислоту, приготовляя из нее более сложную пероксидисерную кислоту, а из нее — перекись водорода. Но серная кислота сама является очень энергичным окислителем. Что же могло быть сильнее ее? Таким сверхсильным окислителем был поток стремительно несущихся электронов.

ДИПЛОМАТИЯ В ХИМИИ

Большинство нужных нам веществ приходится получать длинными окольными путями, заниматься «химической дипломатией». Возьмем для примера фенол и бензол. Единственное различие в их химическом составе — лишний атом кислорода в молекуле фенола. Предположим, что мы хотим получить фенол из бензола (фенол — очень нужное сырье для производства пластмасс и капронового волокна). Казалось бы, чего проще —присоединить к каждой молекуле бензола по атому кислорода, хотя бы окислив бензол кислородом воздуха. Увы, не так-то просто «уговорить» молекулу бензола принять этот атом. Даже если применить очень суровые меры — повысить температуру до 500 градусов, а давление до 50 атмосфер, все равно в продуктах реакции окажется лишь несколько процентов нужного нам фенола.

Молекулу бензола сначала соединяют с молекулой пропилена, применив повышенное давление и добавки катализаторов. Получают изопропилбензол. К нему уже можно присоединить кислород. Образуется гидроперекись изопропилбензола. Разложив это соединение, наконец, получим нужный нам фенол (и, кроме того, ацетон). Мало того, что все это долго и сложно, гидроперекись еще и обладает весьма неприятным характером. Она легко взрывается.

Вот другой пример. Чтобы получить из известного всем ацетона пинакон, который крайне необходим в производстве некоторых сортов каучука, придется запастись еще и металлическим магнием, четыреххлористым углеродом, сулемой, бензолом и другими веществами, нередко довольно дорогими. А между тем пинакон по составу — это всего лишь две молекулы ацетона, соединенные вместе и содержащие два добавочных атома водорода.

Человека, который, желая попасть из Москвы в Петербург, ехал бы туда через Киев, назвали бы чудаком. В химическом синтезе такие «путешествия» мы, к сожалению, вынуждены совершать сплошь да рядом. Между тем сущность реакции, скажем, окислительно-восстановительной состоит в обеднении электронами одних атомов и обогащении ими других, в переносе электронов…

Автор: В. Павлов.