Химическая реакция

Химическая реакция

Символы ста четырех элементов заполняют клетки периодической системы. Подавляющее большинство из них получено в свободном виде. А между тем в природе химические элементы встречаются главным образом в форме самых разнообразных соединений. Извлечь тот или иной элемент из минерала или горной по­роды часто нелегко, и сделать это удается с по­мощью целого комплекса химических процес­сов. Эти процессы и есть химические реакции.

Количество известных химических соедине­ний — от простейших до самых сложных — превышает 2 млн. Все они, а также и те, с кото­рыми еще предстоит встретиться исследовате­лям,— результат химического взаимодействия элементов, продукт химических реакций. Еже­секундно во Вселенной происходит бесчислен­ное множество химических реакций.

...Вы пробегаете глазами эти строки, улав­ливаете их смысл, и в вашем мозге совершаются сотни и тысячи различных химических реакций. Если в стакан крепкого чая положить кусочек лимона, цвет напитка бледнеет: произошла химическая реакция. Топится печь, пляшут яркие огоньки пламени, и от смолистых по­леньев остается кучка золы. Это превращение осуществилось благодаря химическим реакциям. Реакция горения — первая химическая реак­ция, с которой познакомился человек. А потому легенду о Прометее, подарившем людям огонь, можно считать легендой о том, как человек впервые столкнулся с химическими взаимодей­ствиями.

...Весь облик нашей Земли, ее леса и горы, ее почвы и воды созданы химическими превра­щениями. Уголь, который дает нам электричество; нефть — топливо, приводящее в дви­жение автомобили и самолеты; металлы, вы­плавленные из руд, — все это продукты хими­ческих реакций.

В своем понимании химической реакции человек прошел длинный путь. Дикарь, кото­рый с удивлением наблюдал, как молния пре­вращает могучее дерево в уголь и золу, и совре­менные исследователи, который вплотную подо­шли к синтезу белка, одного из самых сложных веществ,— вот две крайности в представлениях человека о химических реакциях.

Когда простые или сложные вещества всту­пают во взаимодействие друг с другом, они обычно дают знать об этом. Стоит бросить в раст­вор серной кислоты кусочек цинка, как момен­тально от него побегут пузырьки газа. Пройдет некоторое время, и металл исчезнет. Цинк растворился в кислоте, и выделился водород. Как все это происходило, вы видели своими глазами. Если поджечь комок серы, он заго­рится голубоватым пламенем, появится удуш­ливый запах. Сера соединилась с кислородом и образовала химическое соединение — серни­стый ангидрид. Польем белый порошок безводной сернокислой меди CuSO₄ водой, он синеет. Соль соединилась с водой, и образовалось соединение — синие кристаллы медного купо­роса — CuSO₄•7H₂O. Вещества такого вида называются кристаллогидратами.

Всем знаком процесс гашения извести. Не­гашеную известь СаО обливают водой, полу­чается «гашенка» Са(ОН)₂. Цвет вещества не изменился, но легко убедиться, что реакция прошла. При гашении извести выделяется много тепла.

Химические реакции проходят с выделением или поглощением энергии, чаще всего тепловой. Вот первое непременное условие всех химиче­ских реакций. Иногда тепла выделяется так много, что это легко обнаружить на ощупь. Реак­ции, идущие с выделением тепла, называют экзотермическими.Гашение извести — это пример экзотерми­ческой реакции:

Известно множество экзотермических реак­ций, где тепла выделяется несравненно больше, например горение бора в кислороде:

Образование озона — хороший пример эндотермической реакции, идущей с поглощением тепла:

Соединения, которые образуются с выделе­нием энергии, называются экзотермичными. Их гораздо больше, чем соединений эндотермичных, образующихся с по­глощением энергии. Таков, например, озон. Все эндотермичные соединения в большей или меньшей степени неустойчивы.

Царство химических реакций — это слож­нейшая область, и изучают ее самые различные науки. Чтобы понять, как происходит та или иная реакция, химик призывает на помощь и физику, и математику, и биологию. Он часто нуждается в услугах хитроумных вычисли­тельных машин.

Разные химические процессы протекают с различной скоростью. Одни совершаются мгновенно, другие так медленно, что на первый взгляд кажется, будто реакция не идет совсем. Таких «незаметных» реакций очень много, и среди них есть очень важные, жизненно необ­ходимые для практики, для получения нужных человеку веществ.

Взрыв — вот пример мгновенной реакции. Здесь счет идет на доли секунды. Твердое взрывчатое вещество превращается в газо­образные продукты.

Процесс ржавления, или коррозии, железа наносит громадный убыток человечеству. Более 10 % производимого металла теряется беспо­лезно. Коррозия — пример коварного процесса, она протекает постепенно. Вечером железная пластинка будет такой же, как утром, но прой­дет несколько дней, и на ее поверхности появ­ляются рыжеватые разводы ржавчины. Про­цесс коррозии во многом зависит от окружающих условий. В тропических странах, где высокая влажность и жарко, стальные и железные изде­лия ржавеют быстрее, чем в средних широтах. Обратите внимание, что повышенная темпе­ратура ускоряет коррозию.

А вот, допустим, в стеклянном сосуде сме­шаны два газа — водород и кислород, состав­ные части воды. Сосуд при комнатной темпе­ратуре (15—20°Ц) может стоять сколько угодно, и на поверхности стекла не будет заметно ни единой капельки влаги. Кажется, что водород вовсе и не соединяется с кислородом. Соеди­нение идет, но только чрезвычайно медленно. Чтобы на донышке сосуда образовалась лужица воды, должны пройти тысячелетия. В чем же дело? Оказывается, комнатная температура слишком низка, чтобы водород и кислород вступили в быстрое взаимодействие. Но если нагревать сосуд, стенки его запотевают. Это верный признак протекающей реакции. А при 500°Ц сосуд разлетится на мелкие осколки. При такой температуре образующие воду газы реагируют со взрывом.

Но всегда ли это происходит так? Нет, не всегда. Чтобы образовался один объем водяного пара, нужно взять два объема водорода и один объем кислорода. Эту смесь называют также гремучим газом: при нагревании она взры­вается. Если же количество водорода в смеси менее 4% или более 94% (по объему), то такая смесь не взрывоопасна. Скорость химической реакции зависит не только от температуры, но и от концентрации реагирующих продуктов.

Температура и концентрация — вот те важ­нейшие понятия, которыми оперирует химиче­ская кинетика — наука о скоростях хими­ческих реакций. Ее основной девиз: обеспечить полноту протекания химического процесса, полу­чить наибольший выход нужного продукта. Ради этого химик-кинетик становится и физи­ком и математиком. И он ставит перед собой задачу — рассчитать химическую реакцию.

Итак, прежде чем смешивать исходные веще­ства, химик задается вопросом: при какой тем­пературе пойдет реакция? При обычной, ком­натной, начинаются немногие. Уголь не заго­рается сам собой, смесь порошков магния и серы так и остается смесью. Стоит лишь под­вести к ним пламя — реакции начинаются тут же.

Почему же тепло способно заводить меха­низм химического процесса? Вернемся снова к воде. Водород и кислород в свободном виде существуют в форме молекул Н₂ и O₂. Чтобы эти молекулы могли прореагировать, они дол­жны столкнуться. И чем чаще будут такие столк­новения, тем вероятнее образование молекулы воды. При комнатной температуре и нормаль­ном давлении каждая молекула водорода долж­на сталкиваться с молекулой кислорода... более десяти миллиардов раз в секунду. Если бы любое столкновение приводило к химиче­скому взаимодействию, реакция прошла бы быстрее взрыва — за одну десятимиллиардную долю секунды! Но мы не видим в сосуде, где смешаны два объема водорода с одним объемом кислорода, никаких изменений по­тому, что в обычных условиях очень редкое столкновение приводит к химической реакции. И секрет заключается в том, что сталкиваются молекулы водорода и кислорода.

Прежде чем вступить в реакцию, молекулы должны распасться на атомы. Точнее говоря, валентные связи между атомами кислорода и атомами водорода в их молекулах должны ослабнуть и настолько, чтобы не препятство­вать объединению разнородных атомов водо­рода и кислорода. Температура и играет роль кнута, подстегивающего реакцию. Она во много раз увеличивает число столкновений, делает соударения молекул более энергичными. Это приводит к ослаблению валентных связей в мо­лекулах Н₂ и O₂. А когда водород и кислород получают возможность встретится на атомар­ном уровне, они реагируют мгновенно.

Но химика-кинетика такое качественное описание процесса мало удовлетворяет. И он вводит новое понятие: энергия акти­вации. Это та самая энергия, которой должны обладать молекулы, чтобы при­обрести способность к химическому взаимо­действию.

Даже при обычной температуре среди моле­кул водорода и кислорода отыщутся такие, у которых энергия равна или больше энергии активации. Потому-то образование воды идет, но чрезвычайно медленно. Слишком мало до­статочно энергичных молекул. А высокая тем­пература приводит к тому, что активационного «барьера» достигают многие молекулы.

Роль энергии активации поистине колос­сальна. Вообразим себе, что все молекулы стали бы реагировать друг с другом при любых энер­гиях. Тогда не стоило бы даже говорить о ско­ростях реакции. Все вещества стали бы очень быстро соединяться друг с другом, и образо­вывались бы самые устойчивые соединения: окислы, соли. Все металлы моментально бы окислились, все сложные органические веще­ства разрушились, превратились бы в простые, но более устойчивые соединения, в том числе и вещества, входящие в состав живых клеток. Получился бы странный мир — мир без жизни, без химии, фантастический мир очень устой­чивых соединений, не имеющих желания всту­пать в химические взаимодействия. Вот от таких неслыханных бед сберегает нас суще­ствование энергии активации.

Посмотрим теперь, что такое концентрация и какую роль играет она в химических реакциях. Концентрацией называют число моле­кул реагирующего вещества в каком-нибудь объеме, например в кубическом сантиметре. Чем выше концентрация молекул взаимодей­ствующих веществ, тем чаще они будут стал­киваться, тем быстрее пойдет реакция. Как же повысить концентрацию? Как «зажать» в кубический сантиметр объема побольше молекул?

Вот пример. Синтез аммиака в практической деятельности человека очень важный химиче­ский процесс. Три молекулы водорода и одна молекула азота дают две молекулы аммиака: 3H₂+N₂→  2NH₃. Если при обычном давлении смешать три объема водорода и один объем азота, то будет всего лишь смесь газов. Но вот давление увеличивается, скажем, в 500 раз. Смесь подвергается давлению, равному 500 атмосфер. Скорость реакции увеличивается в 60 с лишним миллиардов раз.

Вспомним теперь основной девиз кинетики: обеспечить полноту протекания химической реакции, получить наибольший выход нужного продукта.

Если реакция идет с малым выходом про­дукта, то еще надо задуматься, стоит ли тратить время, силы и средства для ее осуществления. Ведь задача химии — служить человеку, слу­жить с толком. В прошлом у химии существо­вал свой символ: змея, кусающая собственный хвост. Если этот образ перевести на более понят­ный язык современной науки, то он означает: обратимая химическая реакция. Все химиче­ские реакции в принципе обратимы. Два атома водорода и атом кислорода, соединяясь, дают молекулу воды, и одновременно другая моле­кула воды распадается на составные части. Две противоположные реакции протекают одно­временно: образование воды (прямая реакция) и ее распад (обратная реакция). Если скорость прямой реакции равна скорости обратной, то данная система находится в равновесии. И так для любой реакции. В различных реакциях равновесие достигается в разное время: у од­них мгновенно, а у других далеко не сразу.

Чтобы девиз кинетики осуществился прак­тически, нужно одно: как можно дольше оття­нуть момент наступления равновесия, не допу­стить, чтобы обратная реакция стала конкури­ровать с прямой. Здесь приходится ввести еще одно очень важное для мира химических взаи­модействий понятие: константа равно­весия — важнейший рычаг для управления химическими реакциями.

Константа равновесия реакции — это отно­шение произведения концентраций образовав­шихся веществ к произведению концентраций веществ, первоначально вступивших в реак­цию. Вот выражение для константы равнове­сия процесса синтеза аммиака:

В числителе — концентрация образовавшегося аммиака [NH₃]; так как его две молекулы, то концентрация возведена в квадрат: [NH₃]•[NH₃]=[NH₃]². Как «построен» знаменатель, легко догадаться.

Если химик желает, чтобы та или иная химическая реакция имела практический «резонанс», он должен предварительно выяснить, чему равны значения ее константы равновесия при различных температурах. Всякая дробь тем больше, чем больше ее числитель и чем меньше знаменатель. Чем больше будет концентрация образующихся продуктов реакции, тем меньше становится концентрация исходных. Тем большим оказывается значение К. Следо­вательно, тем в более сильной степени прямая реакция преобладает над обратной. Вот к чему в итоге сводится задача химика — к регулиров­ке константы равновесия. А эта регулировка требует знания двух других важнейших поня­тий кинетики: фактора температуры и фактора давления.

Для иллюстрации главных принципов хими­ческого взаимодействия вернемся опять к син­тезу аммиака. При комнатной температуре К для синтеза аммиака равна примерно 100 млн. Казалось бы, смесь азота и водорода в таких условиях моментально должна превратиться в аммиак. Но она не превращается. Очень уж мала скорость прямой реакции. А если смесь нагреть до 500°Ц? Однако в таких условиях у нас ровным счетом ничего не получится...

Расчеты кинетики показывают, что при температуре 500°Ц К составляет всего-навсего... шесть тысячных (6•10^-3). Во много раз пре­обладает обратная реакция: 2NH₃→  3H₂+N₂ ... А мы бы так нагревали и нагревали смесь и думали, почему у нас ничего не получается.

Химическая кинетика четко доказала: для синтеза аммиака наиболее выгодны возможно низкая температура и возможно высокое дав­ление. И помог кинетике в этом еще один закон, управляющий миром химических реакций, так называемый принцип Ле Шателье, именуемый в честь открывшего его французского ученого.

Представим себе пружину, вделанную в не­подвижную опору. Если оставить пружину в покое, можно сказать, что она находится в равновесии. Если сжимать ее или, наоборот,

растягивать, пружина из состояния равновесия выходит. Однако одновременно начинает увели­чиваться ее упругость, т. е. силы, стремящиеся вернуть ее к равновесию. Они-то и противодей­ствуют сжатию или растяжению пружины. На­конец, наступит момент, когда обе силы уравно­вешиваются. Пружина снова оказывается в равновесном состоянии. Но это будет уже иное, не начальное равновесие. Оно будет смещено в сторону сжатия или растяжения.

Такое поведение деформируемой пружины аналогично действию принципа Ле Шателье. Вот как его формулирует кинетика: пусть внеш­няя сила действует на систему, находящуюся в равновесии. Тогда равновесие смещается в сторону, указываемую этим воздействием. Смещается до тех пор, пока силы противодей­ствия не уравняются с внешними.

Опять призовем на помощь реакцию синтеза аммиака. Она, как известно, обратимая:

 Из четырех объемов газов получаются два. Увеличивается давление, и это приводит к умень­шению объема. Следовательно, реакция сме­щается вправо. «Пружина» сжимается. Выход аммиака увеличивается.

Но любая реакция сопровождается выделе­нием или поглощением тепла. При синтезе аммиака тепло выделяется:

Видите, какой сложной оказывается на деле как будто бы нехитрая реакция синтеза аммиака, как тщательно приходится подбирать наилуч­шие условия температуры и давления. Но и эти факторы еще не все, чтобы можно было гово­рить об успешном получении аммиака с боль­шим выходом продукта.

Теперь вернемся к стеклянному сосуду, где заключена смесь двух объемов водорода и одного объема кислорода и где не удается обнаружить ни единой капельки воды. Не нарушая герметичности сосуда, введем в него тонкую платиновую проволочку. И вот не­ожиданность. Проволочка нагревается, а сосуд наполняется туманом — водяными парами.

Температура осталась неизменной, давление осталось таким же, а реакция, рассчитанная на тысячелетия, прошла в считанные секун­ды. Извлечем платиновую проволочку обратно, она совершенно не изменилась. Ее внешний вид, ее химический состав, ее вес после опыта точно такие же, какие были до опыта.

Мы оказались свидетелями очень важного явления в мире химических реакций. Это явле­ние называется катализом. А вещества, в данном случае платина, которые во много раз ускоряют реакцию, сами при этом ничуть не меняясь, именуются катализаторами. Катализаторов неисчислимое количество. Ими могут быть металлы — твердые и порошкообраз­ные; окислы самых различных элементов; соли, основания в чистом виде и в виде смесей (см. цвет. табл.).

Важнейшие процессы химической техноло­гии, например синтез аммиака, не обходятся без катализаторов. Самое обычное металличе­ское железо с примесью окислов алюминия и калия значительно ускоряет эту реакцию. Химия XX в. обязана своим неслыханным рас­цветом именно применению катализаторов. Раз­нообразные жизненные процессы протекают в животных и растительных организмах благодаря специальным катализаторам — энзимам.

Химия неживого и живого — вот сфера действия удивительных ускорителей.

Но не всякий катализатор может ускорять данный процесс. Химики говорят, что катали­заторы обладают избирательностью действия: могут активно влиять на одну реакцию, совер­шенно не обращая внимания на другую. Ко­нечно, есть и исключения из этого правила. Скажем, та же окись алюминия способна ката­лизировать несколько десятков реакций и в не­органической и в органической химии. А на синтез аммиака влияют различные катализа­торы. Наконец, разные катализаторы могут заставить смесь одних и тех же веществ реаги­ровать по-разному, давать различные продукты.

Есть, оказывается, вещества не менее уди­вительные — промоторы. Взятые сами по себе, они равнодушно относятся к реакции. Взятые как примесь к катализатору, они ускоряют реакцию в гораздо большей степени, чем это сделал бы «одинокий» катализатор. Платиновая проволочка, «загрязненная» железом, аммиа­ком или двуокисью кремния, произвела бы в смеси водорода и кислорода еще более впечат­ляющий эффект.

Почему же все-таки катализаторы ускоряют химические реакции?

Как будто бы действие катализатора подобно увеличению температуры. В сосуде образуются пары воды, если нагреть его на несколько сот градусов или же внести проволочку из пла­тины. Результат один, а достигнут он разными способами. Для того чтобы нагреть сосуд, надо привлечь энергию извне. Тепло увеличивает количество активированных молекул и константу равновесия для реакции водорода и кис­лорода.

Катализатор не вносит никакой дополни­тельной энергии. Он совершенно не влияет на константу равновесия. Он лишь помогает до­стичь равновесия в реакции образования воды и ускоряет во много раз наступление этого равновесия. Катализатор снижает энергию активации молекул водорода и кислорода, ту энергию, которая необходима для их быстрого химического взаимодействия. Платиновая про­волочка разогревается благодаря теплу, выде­ляющемуся при стремительно происходящем синтезе воды.

Отчего же понижается энергия активации? В присутствии катализатора реакция проте­кает через образование неустойчивых промежу­точных соединений. Для этого требуется мень­шая энергия активации. Не такая большая, как для прямого взаимодействия кислорода и водорода. Вот почему проволочка из платины и произвела в смеси водорода и кислорода столь впечатляющее действие.

Есть, оказывается, кроме катализа положи­тельного катализ отрицательный, когда при­сутствие катализатора не убыстряет, а, наоборот, замедляет течение реакций. Такие антиката­лизаторы носят название ингибиторов. Известны, например, ингибиторы коррозии. Они снижают скорость коррозии металлических изделий. Очень эффективными замедлителями коррозии считаются, в частности, соли хрома и технеция (K₂CrO₄, KTcO₄) и множество других органических и неорганических веществ. Есть ингибиторы окисления нефтепродуктов, инги­биторы полимеризации и пр. Катализ, нако­нец, бывает гомогенный и гетерогенный. В пер­вом случае и катализатор и реагирующие веще­ства образуют однородную систему. Окисление окиси углерода СО до углекислого газа СO₂ в присутствии паров воды — вот один из при­меров гомогенного катализа. При гетероген­ном катализе реагирующие вещества и катали­затор находятся в разных фазах. Так, химиче­ское взаимодействие между газами ускоряется твердым катализатором (синтез аммиака).

Ежегодно в мире появляются сотни статей и десятки книг, посвященных изучению ката­лиза. И многие ученые разных стран пытаются постигнуть причину каталитического действия. Одни считают, что активность катализатора зависит от его химического строения. Другие полагают, что катализ происходит в том случае, когда молекулы катализатора устроены подобно молекулам реагирующих веществ. Третьи не без основания ищут причину катализа в особых свойствах поверхности катализатора.

Катализ хранит достаточно неопознанных тайн. Их хватит и на вашу долю.

Студентам на лекции, посвященной химиче­ским реакциям, демонстрируют очень впечат­ляющий опыт. В стеклянной колбе содержится смесь двух газов — хлора и водорода. При обычной температуре они реагируют очень медленно. Но колба почему-то упрятана под колпак из толстой проволоки. Затем лектор подносит спичку к магниевой стружке, держа ее вблизи колпака. Стружка вспыхивает ярким пламенем, происходит взрыв. Это цепная реакция взаимодействия хлора с во­дородом.

В мире химических процессов может суще­ствовать еще один вид реакций— цепные.

Если нагреть колбу до 700°Ц, она тоже взорвется. Хлор и водород соединяются мгно­венно, за долю секунды. Это и не удивитель­но. Ведь тепло во много раз повышает энер­гию активации молекул. Но в опыте, о котором мы только что рассказали, температура ни­сколько не менялась. Эту реакцию вызвал свет. Кванты, мельчайшие «порции» света, несут большую энергию, гораздо больше той, что требуется для активирования молекулы. Вот на пути светового кванта встречается молекула хлора. Квант (hv) разделяет ее на атомы и передает им свою энергию.

Атомы хлора оказываются в возбужденном, богатом энергией состоянии (отмечены звездо­чками). Такие атомы обрушиваются на моле­кулы водорода, разрывают их на атомы. Один из них соединяется с атомом хлора, другой остается на свободе:

 Но он возбужден. Он жаждет поделиться своей энергией с молекулой хлора. Как только он с ней сталкивается, молекуле хлора приходит конец:


И опять на свободе оказывается активный хлор­ный атом, и он недолго ищет, куда приложить свою силу:

И так получается длинная последовательная цепочка реакций; в ней повторяются все те «шаги», которые мы только что изобразили на бумаге. Стоит реакции начаться, как все новые и новые молекулы будут активироваться благодаря той самой энергии, которая выде­ляется в результате реакции. Скорость реакции нарастает подобно снежной лавине, несущейся с гор. Когда лавина достигнет подножия го­ры, она замирает.

Цепная реакция затихает, когда все мо­лекулы будут увлечены ею, все молекулы водорода и хлора прореагируют. Каждая активированная светом молекула Н₂ или Сl₂ создает около 100 000 элементарных реакций образования хлористого водорода.

Химики знают множество цепных реакций. Известны цепные реакции и физикам. Напри­мер, деление ядер урана нейтронами — при­мер физической цепной реакции.

Само слово «химия» стало теперь понятием собирательным, объединяющим внушительное количество научных дисциплин. Эти направ­ления тоже изучают вещества и их превраще­ния, но каждое направление — своими мето­дами и способами, со своими целями и задачами. Каждое направление имеет ныне вполне само­стоятельное значение.

Скажем, химия и электричество нашли общие интересы. Общность интересов породила новую науку — электрохимию (см. ст. «Большая задача электрохимии»).

Когда вы включаете карманный фонарик, то знайте, что лучик света, прорезавший ноч­ную тьму, — это результат электрохимической реакции, которая произошла в батарейке. Вы держите в руках нержавеющую хромированную ложку. Хромовое покрытие нанесено на сталь­ной предмет благодаря электрохимическому процессу — электролизу. Электрический ток выделил из раствора хромовых солей металл и осадил его на поверхность ложки.

Свет и химия, объединившись, дали начало фотохимии. Эта наука изучает химиче­ские реакции, протекающие под действием света. С ней знаком каждый, кто занимается фотографией. Пленка покрывается специаль­ной эмульсией, в состав которой входит бро­мистое серебро AgBr. Под действием света его молекула распадается на атомы. Куда упало больше света, там и образовалось больше атомов серебра. Поэтому на кадре потемнения распределяются неравномерно, и эта неравно­мерность создает общий контур будущей фото­карточки.

А вот еще один фотохимический процесс. Именно благодаря ему на Земле существует кислород, которым мы дышим. Благодаря ему на нашей планете растет великое множество растений. Под влиянием солнечного луча в зе­леном листе из углекислого газа воздуха и воды, которую растение добывает из почвы, ежесекундно синтезируются ценнейшие угле­воды и выделяется кислород. Процесс этот называется фотосинтезом. Каждый зеленый листочек — настоящая химическая фабрика, где происходят тысячи сложнейших химиче­ских реакций.

Ученые еще не познали до конца процесс фотосинтеза. И, может, одна из главных за­дач будущей химии — изобрести искусствен­ный «лист», в котором совершались бы те же самые процессы, что и в природе...

Когда химия применила для своих нужд радиоактивные излучения, родилась ее новая область — радиационная химия. Она сразу дала заметный практический выход. Например, начало развиваться про­изводство высококаче­ственных пластмасс с помощью радиационно-химической полимери­зации мономеров. Ра­диационная химия предложила новые спо­собы вулканизации кау­чука. Изготовленная таким путем резина от­личается большой изно­соустойчивостью.

Или взять радиа­ционный крекинг. Кре­кингом называется про­цесс расщепления слож­ных соединений, обра­зующих нефть. При этом нефть обогащается про­стыми, легкими углево­дородами как насыщен­ными, так и ненасыщен­ными, из которых полу­чают многие ценные ор­ганические продукты. Обычный крекинг про­водят при высокой температуре и в присутствии катализатора. Радиационный крекинг этих усло­вий не требует. Сильное гамма-облучение образ­цов нефти в короткий срок производит расщеп­ление тяжелых углеводородов. В других усло­виях облучение может вызвать и обратный процесс. Из легких углеводородов — метана и этана — получают сложные ценные вещества — альдегиды, кетоны и органические кислоты.

Ученые ищут пути, как непосредственно из азота получить азотную кислоту под действием радиоактивных излучений.

Вот они, первые достижения радиационной химии, а раскрывшиеся перед ней горизонты поистине необозримы.

... Все, что было создано на Земле до чело­века, все, что он создал, и все, что он создаст в будущем, — это результат химических ре­акций, которые так же многообразны, как сам мир.

* * *

Аристотель: «Наука возникла от

удивления».

* * *

Луи де Бройль: «Наука — дочь удивления и любопытства».

* * *

Не забывайте немецкой послови­цы: «Ганс не знает того, что не вы­учил Гансик».

* * *

Бэкон: «Человек познает в споре».

Во время публичной лекции, про­читанной детям, Фарадей показывал свечу с «Роял Джорджа», которая вместе с кораблем 57 лет пролежала на дне моря. Свеча прекрасно горела