Химията в ежедневието интересни факти. Интересни факти в химията и не само ... Случайни открития

Химията е познат учебен предмет. Всички се забавляваха да наблюдават реакцията на реактивите. Но малко хора знаят Интересни фактиза химията, която ще обсъдим в тази статия.

• 1. Съвременните пътнически самолети изразходват между 50 и 75 тона кислород по време на деветчасов полет. Същото количество от това вещество се произвежда от 25 000-50 000 хектара гора в процеса на фотосинтеза.
• 2. Един литър морска вода съдържа 25 грама сол.
• 3. Водородните атоми са толкова малки, че ако 100 милиона от тях се поставят във верига един след друг, дължината ще бъде само един сантиметър.
• 4. Един тон океанска вода съдържа 7 милиграма злато. Общото количество на този благороден метал във водите на океаните е 10 милиарда тона.
• 5. Човешкото тяло е приблизително 65-75% вода. Използва се от органни системи за транспортиране на хранителни вещества, регулиране на температурата и разтваряне на хранителни съединения.
• 6. Интересни факти от химията за нашата планета Земя. Например през последните 5 века масата му се е увеличила с милиард тона. Такава тежест беше добавена от космически вещества.
• 7. Стените на сапунения мехур са може би най-тънката материя, която човек може да види с просто око. Например, дебелината на тишу хартия или коса е няколко хиляди пъти по-дебела.
• 8. Скоростта на спукване на балона е 0,001 секунди. Скоростта на ядрената реакция е 0,000 000 000 000 000 001 секунди.
• 9. Желязото, много твърд и издръжлив материал в нормалното си състояние, става газообразно при температура от 5 хиляди градуса по Целзий.
• 10. Само за минута Слънцето генерира повече енергия, отколкото нашата планета изразходва за цяла година. Но ние не го използваме напълно. 19% от слънчевата енергия се абсорбира от атмосферата, 34% се връща в космоса, а само 47% достига до Земята.
• 11. Колкото и да е странно, гранитът провежда звука по-добре от въздуха. Така че, ако имаше гранитна стена (твърда) между хората, те биха чували звуци на разстояние един километър. В обикновения живот, при такива условия, звукът се простира само на сто метра.
• 12. Шведският учен Карл Шеле държи рекорда по брой открити химически елементи. За негова сметка хлор, флуор, барий, волфрам, кислород, манган, молибден.
• Второто място си поделиха шведите Яком Берцелиус, Карл Монсандър, англичанинът Хъмфри Дейви и французинът Пол Лекок дьо Боабордан. Те притежават откриването на една четвърт от всички елементи, известни на съвременната наука (т.е. по 4 всеки).
• 13. Най-големият платинен къс е така нареченият "Уралски гигант". Теглото му е 7 килограма и 860,5 грама. Този гигант се съхранява в Диамантения фонд на Московския Кремъл.
• 14. 16 септември от 1994 г. - Международен ден за опазване на озоновия слой, съгласно постановление на Общото събрание на ООН.
• 15. Въглеродният диоксид, който се използва широко за създаването на съвременни газирани напитки, е открит от английския учен Джоузеф Пристли през 1767 г. Тогава Пристли се интересува от мехурчетата, образувани по време на ферментацията на бирата.
• 16. Танцуващи калмари - това е името на невероятно ястие в Япония. Прясно уловен и убит калмар се поставя в купа с ориз и се залива със соев сос пред клиента. При взаимодействие с натрий, който се съдържа в соевия сос, започват да реагират нервните окончания дори на мъртъв калмар. В резултат на такава химическа реакция мекотелото започва да „танцува“ точно в чинията.
• 17. Скатол - органично съединение, което е отговорно за характерната миризма на изпражненията. Интересен факт е, че в големи дози това вещество има приятен флорален аромат, който се използва в хранително-вкусовата промишленост и парфюмерията.

Някои интересни факти от историята на химията
Откриване на халогени
Откриване на флуор

Изолирането на газообразен флуор от флуорсъдържащи вещества се оказва един от най-трудните експериментални проблеми. Флуорът е изключително реактивен; и често взаимодействието му с други вещества става със запалване и експлозия.

Първите жертви на флуорид бяха двама членове на Ирландската академия на науките, братята Джордж и Томас Нокс. Томас Нокс умира от отравяне с флуороводород, а Георг остава инвалид. Следващата жертва беше белгийският химик П. Лайет. Френският химик Джером Никълс загива мъченически по време на експерименти за освобождаване на флуор. Френските химици Жозеф Гей-Люсак, Луи Тенар и английският химик Хъмфри Дейви бяха отровени чрез вдишване на малки количества флуороводород и също получиха сериозни изгаряния. Когато се опитват да изолират флуора чрез електролиза на неговите съединения, френският химик Едмон Фреми и английският електрохимик Георг Гор увреждат здравето си. Едва през 1886 г. френският химик Анри Моасан успява да получи флуор относително безболезнено. Moissan случайно открива, че по време на електролиза на смес от течен безводен HF и калиев хидрофлуорид (KHF2) в платинен съд на анода се отделя светложълт газ със специфична остра миризма. Въпреки това, когато Мойсан докладва на Парижката академия на науките за откритието си, едното око на учения е покрито с черна превръзка:

Нобеловата награда за химия е присъдена на Мойсан през 1906 г. „като признание за големия обем изследвания – получаване на елемента флуор и въвеждане в лабораторната и промишлена практика на електрическата пещ, кръстена на него“.

Откриване на хлор

Откривателят на хлора е шведският фармацевт Карл Шееле, чиято химическа интуиция е наистина удивителна, според френския химик Жан Батист Дюма Шееле „не може да докосне никое тяло, без да направи откритие“. На 32 години той е удостоен със званието член на Стокхолмската академия на науките, въпреки че е бил само помощник-фармацевт, през същата година получава длъжността управител на аптека, собственост на вдовицата Маргарита Зонеман, която два дни преди Шееле смъртта стана негова съпруга.

Ето как Шееле описва своя опит, извършен през 1774 г.: „Поставих смес от черен магнезий с муриева киселина в реторта, към чието гърло прикрепих мехур без въздух и го поставих върху пясъчна баня. беше пълен с газ, превръщайки го в жълто: Газът имаше жълто-зелен цвят, пронизваща миризма":

Съвременното обозначение на тази реакция е: MnO2 + 4HCl = Cl2 + MnCl2 + 2H2O.

През 1812 г. френският химик Гей-Люсак дава на този газ съвременното име – хлор, което на гръцки означава жълто-зелен.

Откриването на брома

Бромът е открит от двадесет и четири годишния лаборант Антоан-Жером Балард. Балард проучва майчините саламури на южните солени блата на Франция. По време на един от експериментите, когато той действа върху саламура с хлор, той забелязва появата на много интензивен жълт цвят, причинен от реакцията на взаимодействието на натриевия бромид, съдържащ се в разтвора, с хлора. След няколко години упорита работа Балар изтъкна необходимо количествотъмнокафява течност, която той нарече мюрид. В Парижката академия на науките Гей-Люсак и Тенар потвърдиха откритието на Балард за ново просто вещество, но намериха името за неуспешно и предложиха свое собствено - "бром", което на гръцки означава зловонен.

Впоследствие френският химик Чарлз Жерар, който не получи катедрата по химия във Френския колеж, която беше прехвърлена на Балард, оценявайки високо неговото откритие на брома, не можа да устои на рязкото възклицание: „Не Балард откри брома, но бромът откри Балард!"

Откриване на йод

През 1811 г. френският химик и фармацевт Бернар Куртоа открива йода. Негови приятели разказват любопитни подробности за това откритие. Куртоа имаше любима котка, която обикновено седеше на рамото на господаря си по време на вечеря. Куртоа често вечерял в лабораторията. Един ден по време на обяд котката, уплашена от нещо, скочи на пода, но падна върху бутилките, които стояха близо до лабораторната маса. В едната бутилка Куртоа подготви за експеримента суспензия от пепел от морски водорасли (съдържаща натриев йодид) в етанол, а в другата имаше концентрирана сярна киселина. Бутилките са счупени и течностите са смесени. От пода започнаха да се издигат клубове синьо-виолетова пара, която се утаи върху околните предмети под формата на малки черно-виолетови кристали с метален блясък и остра миризма. Това беше новият химичен елемент йод.

(Фактите са взети от следните книги: М. Джуа. История на химията. 1975.; Б. Д. Степин, Л. Ю. Аликберова. Книга по химия за домашно четене. 1995. К. Манолов. Велики химици. (том 1). , том 2), 1976.).

Интересни факти от химията и не само...

Случайни открития

Находка

През 1916 г. във фабриката за анилин-сода в Баден в Германия е открит забравен стоманен цилиндър със сгъстен въглероден оксид CO. При отваряне на съда на дъното му се оказало около 500 мл жълта мазна течност с характерен мирис и лесно горима на въздух. Течността в балона беше железен пентакарбонил, образуван постепенно при повишено налягане от реакцията

Fe + 5CO =.

Откритието постави началото на промишлен метод за получаване на метални карбонили - сложни съединения с удивителни свойства.

Аргон

През 1894 г. английският физик лорд Рейли се занимава с определянето на плътността на газовете, които съставляват атмосферния въздух. Когато Rayleigh започна да измерва плътността на азотни проби, получени от въздух и от азотни съединения, се оказа, че азотът, изолиран от въздуха, е по-тежък от азота, получен от амоняк.

Рейли беше объркан и потърси източника на несъответствието. Неведнъж той каза с горчивина, че "е заспал с проблема с азота". Въпреки това той и английският химик Рамзи успяха да докажат, че атмосферният азот съдържа примес от друг газ - аргон Ar. Така за първи път е открит първият газ от групата на благородните (инертни) газове, който няма място в Периодичната система.

Клатрати

Веднъж в един от регионите на Съединените щати избухна тръбопровод за природен газ. Това се случи през пролетта при температура на въздуха 15°C. На мястото на скъсването на тръбопровода, вътре, те открили бяло вещество, подобно на сняг, с мирис на транспортиран газ. Оказа се, че разкъсването е причинено от запушване на тръбопровода с ново съединение на природен газ със състав C n H 2 n +2 (H 2 O) x, сега наричано съединение на включването или клатрат. Газът не беше напълно изсушен и водата влезе в междумолекулно взаимодействие с въглеводородни молекули, образувайки твърд продукт - клатрат. От тази история започва развитието на химията на клатратите, които са кристална рамка от вода или други молекули на разтворителя, в чиято кухина са включени въглеводородни молекули.

Фосфор

През 1669 г. войникът алхимик Хониг Бранд, в търсене на "философския камък", изпарява урината на войника. Към сухия остатък той добави въглен и сместа започна да се запалва. С изненада и страх той видя зеленикаво-синкаво сияние, появило се в съда му. „Моят огън” – така Бранд нарича студеното сияние на изпаренията на открития от него бял фосфор. До края на живота си Бранд не знаеше, че е открил нов химичен елемент, а по това време нямаше никакви идеи за химичните елементи.

черен прах

Според една от легендите, родом от Фрайбург Константин Анклицен, известен също като монах Бертолд Шварц, през 1313 г., в търсене на „философския камък“, смесва селитра (калиев нитрат KNO 3), сяра и въглища в хаван. Беше вече здрач и за да запали свещ, той удари искра от кремъка. Случайно падна искра в хоросана. Имаше силна светкавица с освобождаване на дебел бял дим. Така е открит димният прах. Бертолд Шварц не се ограничава с това наблюдение. Поставил сместа в чугунен съд, запушил дупката с дървена тапа и отгоре сложил камък. След това започна да нагрява съда. Сместа се възпламенява, образувалият се газ издухва тапата и хвърля камък, който пробива вратата на помещението. Така фолклорният немски алхимик, в допълнение към барута, случайно „изобретил“ първото „оръдие“.

хлор

Шведският химик Шееле някога е изследвал ефекта на различни киселини върху минерала пиролузит (манганов диоксид MnO 2). Един ден той започна да нагрява минерала със солна киселина HCl и усети миризма, характерна за "царска вода":

MnO 2 + 4HCl \u003d Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O.

Шееле събра жълто-зеления газ, който причинява тази миризма, изследва свойствата му и го нарече "дефлогистицирана солна киселина", иначе "оксид на солна киселина". По-късно се оказа, че Шееле е открил нов химичен елемент, хлор Cl.

Захарин

През 1872 г. Фалберг, млад руски емигрант, работи в лабораторията на професор Ер Ремсен (1846-1927) в Балтимор (САЩ). Случи се така, че след завършване на синтеза на някои производни на луолсулфамид C 6 H 4 (SO 2) NH 2 (CH 3), Fahlberg отиде в трапезарията, забравяйки да измие ръцете си. По време на вечерята се усети сладък вкусв месеца. Това го заинтересува... Той забърза към лабораторията и започна да проверява всички реактиви, които използваше в синтеза. Сред отпадъците в дренажната купа Fahlberg намери междинен синтезен продукт, който беше изхвърлил предишния ден, който беше много сладък. Веществото се нарича захарин, но химичното му наименование е имид на о-сулфобензоена киселина C 6 H 4 (SO 2) CO (NH). Захаринът се отличава с необичайно сладък вкус. Сладостта му надвишава 500 пъти сладостта на обикновената захар. Захаринът се използва като заместител на захарта при диабетици.

Йод и котката

Приятели на Куртоа, открил новия химичен елемент йод, разказват интересни подробности за това откритие. Куртоа имаше любима котка, която обикновено седеше на рамото на господаря си по време на вечеря. Куртоа често вечерял в лабораторията. Един ден по време на обяд котката, уплашена от нещо, скочи на пода, но падна върху бутилките, които стояха близо до лабораторната маса. В едната бутилка Куртоа приготви за експеримента суспензия от пепел от водорасли в етанол C 2 H 5 OH, а в другата имаше концентрирана сярна киселина H 2 SO 4 . Бутилките се пръснаха и течностите се смесиха. От пода започнаха да се издигат клубове синьо-виолетова пара, която се утаи върху околните предмети под формата на малки черно-виолетови кристали с метален блясък и остра миризма. Това беше нов химичен елемент, йод. Тъй като пепелта от някои водорасли съдържа натриев йодид NaI, образуването на йод се обяснява със следната реакция:

2NaI + 2H 2 SO 4 \u003d I 2 + SO 2 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O.

Аметист

Веднъж руският геохимик Е. Емлин се разхождал с куче в околностите на Екатеринбург. В тревата недалеч от пътя той забеляза невзрачен на вид камък. Кучето започна да копае земята близо до камъка, а Емлин започна да й помага с пръчка. Заедно те избутаха камъка от земята. Под камъка имаше цяла разсипка от кристали на скъпоценния камък аметист. Изследователски екип от геолози, които пристигнаха на това място още в първия ден, изкопаха стотици килограми лилав минерал.

Динамит

Някога бутилки с нитроглицерин, мощен експлозив, бяха транспортирани в сандъци, пълни с пореста скала, наречена инфузорна пръст или диатомит. Това беше необходимо, за да се избегне повреда на бутилките по време на транспортиране, което винаги водеше до експлозия на нитроглицерин. По пътя една от бутилките все пак се счупи, но нямаше експлозия. Диатомичната пръст попи като гъба цялата разлята течност. Собственикът на заводи за нитроглицерин, Нобел, обърна внимание не само на липсата на експлозия, но и на факта, че диатомичната пръст абсорбира почти три пъти повече количество нитроглицерин в сравнение със собственото си тегло. След провеждане на експерименти Нобел установи, че диатомичната пръст, импрегнирана с нитроглицерин, не експлодира при удар. Експлозията възниква само от експлозията на детонатора. Така беше получен първият динамит. Поръчките за производството му падат до Нобела от всички страни.

Триплекс

През 1903 г. френският химик Едуард Бенедиктус (1879-1930) случайно изпуска празна колба на пода по време на една от своите работи. За негова изненада колбата не се разпадна на парчета, въпреки че стените бяха покрити с много пукнатини. Причината за силата беше филмът от колодиевия разтвор, който преди това беше съхраняван в колбата. Collodion е разтвор на целулозни нитрати в смес от етанол C 2 H 5 OH с етилов етер (C 2 H 5) 2 O. След изпаряване на разтворителите целулозните нитрати остават под формата на прозрачен филм.

Случаят накара Бенедиктус да се замисли за безопасното стъкло. Чрез залепване под лек натиск два листа обикновено стъкло с колодиева облицовка и след това три листа с целулоидна облицовка, химикът получава трислойно безопасно стъкло "триплекс". Припомнете си, че целулоидът е прозрачна пластмаса, получена от колодий, към който е добавен пластификатор, камфор.

Първи карбонил

През 1889 г. в лабораторията на Монд вниманието беше привлечено от яркото оцветяване на пламъка по време на изгарянето на газова смес, състояща се от водород H 2 и въглероден оксид CO, когато тази смес беше прекарана през никелови тръби или никелов клапан. Проучването показа, че причината за оцветяването на пламъка е наличието на летлив примес в газовата смес. Примесът се изолира чрез замразяване и се анализира. Оказа се, че е тетракарбонил на никел. Така е открит първият карбонил на метали от семейството на желязото.

Електротипия

През 1836 г. руският физик и електроинженер Борис Семенович Якоби (1801-1874) извършва конвенционална електролиза воден разтвормеден сулфат CuSO 4 и върху един от медните електроди видях образувано тънко медно покритие:

[Cu (H 2 O) 4] 2+ + 2e - \u003d Cu ↓ + 4H 2 O.

Обсъждайки това явление, Якоби излезе с идеята за възможността да се правят медни копия на всяко нещо. Така започва развитието на електроформоването. През същата година за първи път в света чрез електролитно натрупване на мед Якоби прави клише за отпечатване на хартиени банкноти. Предложеният от него метод скоро се разпространява в други страни.

Неочаквана експлозия

Веднъж в химически склад бяха открити две забравени бутилки с диизопропилов етер - безцветна течност (CH 3) 2 CHOCH (CH 3) 2 с точка на кипене 68 0 C. За изненада на химиците, на дъното на бутилките имаше кристална маса, подобна на камфор. Кристалите изглеждаха доста безобидни. Един от химиците изля течността в мивката и се опита да разтвори кристалната утайка с вода, но не успя. След това бутилките, които не можеха да се измият, бяха изнесени на градското сметище без никакви предпазни мерки. И тогава някой хвърли камък по тях. Последва мощен взрив, равен по сила на взрива на нитроглицерин. Впоследствие се оказа, че в етера в резултат на бавно окисление се образуват полимерни пероксидни съединения - силни окислители, запалими и експлозивни вещества.

изкуствена кръв

Химикът Уилям Мансфийлд Кларк (1884-1964) от Медицинския колеж в Алабама (САЩ), след като реши да удави уловения плъх, го потопи стремглаво в първата чаша със силиконово масло, която хвана окото му, стояща на лабораторната маса. За негова изненада плъхът не се задавил, а дишал течност почти 6 часа. Оказа се, че силиконовото масло е наситено с кислород за някакъв експеримент. Това наблюдение беше началото на работата по създаването на "дихателна течност" и изкуствена кръв. Силиконовото масло е течен силиконов полимер, способен да разтваря и задържа до 20% кислород. Както знаете, въздухът съдържа 21% кислород. Следователно силиконовото масло осигурява за известно време жизнената активност на плъха. Още по-голямо количество кислород (повече от 1 литър на литър течност) абсорбира перфлуородекалин C 10 F 18, използван като изкуствена кръв.

Също така клатрат

През 1811 г. английският химик Дейви прекарва газообразен хлор през вода, охладена до 0ºС, за да го пречисти от примеси от хлороводород. Още тогава е известно, че разтворимостта на HCl във вода рязко се увеличава с понижаване на температурата. Дейви беше изненадан да види жълто-зелени кристали в съда. Той не можа да установи природата на кристалите. Едва през нашия век беше доказано, че кристалите, получени от Дейви, имат състав Cl 2 ∙ (7 + x) H 2 O и са нестехиометрични съединения на включване или клатрати. В клатратите водните молекули образуват своеобразни клетки, затворени отстрани и включващи хлорни молекули. Случайното наблюдение на Дейви бележи началото на химията на клатратите, която има различни практически приложения.

Фероцен

Рафинериите отдавна са забелязали образуването на червено кристално покритие в железните тръбопроводи, когато продукти от дестилация на нефт, съдържащи C 5 H 6 циклопентадиен, преминават през тях при висока температура. Инженерите бяха раздразнени само от необходимостта от допълнително почистване на тръбопроводите.Един от най-любознателните инженери анализира червените кристали и установи, че те са ново химично съединение, което получи тривиалното име фероцен, химическото наименование на това вещество е | бис-циклопентадиенилирон(II). Стана ясна и причината за корозията на железните тръби в завода. Тя реагираше

C 5 H 6 + Fe = + H 2

Флуоропласт

Първият полимерен материал, съдържащ флуор, известен у нас като флуоропласт, а в САЩ като тефлон, е получен случайно. Веднъж в лабораторията на американския химик Р. Планкет през 1938 г. газът спря да тече от цилиндър, пълен с тетрафлуоретилен CF 2 CF 2 . Планкет отвори крана докрай, почисти дупката с тел, но газта не излезе. След това разклати балона и усети, че вместо газ вътре има някакво твърдо вещество. Контейнерът беше отворен и от него се изля бял прах. Това беше полимер - политетрафлуоретилен, наречен тефлон. Реакцията на полимеризация протича в балона

n(CF 2 CF 2) = (-CF 2 -CF 2 -CF 2 -) n.

Тефлонът е устойчив на всички известни киселини и техните смеси, на действието на водни и неводни разтвори на хидроксиди на алкални метали. Издържа на температури от -269 до +200°C.

Урея

През 1828 г. немският химик Wöhler се опитва да получи кристали от амониев цианат HH 4 NCO. Той прекарва амоняк през воден разтвор на цианова киселина HNCO в съответствие с реакцията

HNCO + NH 3 \u003d NH 4 NCO.

Полученият разтвор се изпарява от Wöhler, докато се образуват безцветни кристали. Каква беше изненадата му, когато анализът на кристалите показа, че той не е получил амониев цианат, а добре познатата урея (NH 2) 2 CO, сега наричана урея. Преди Wöhler уреята се е получавала само от човешка урина. Възрастен отделя около 20 g урея дневно с урината. Никой от химиците от онова време не вярва на Уолер, че органичната материя може да се получи извън жив организъм. Смятало се е, че органичните вещества могат да се образуват само в жив организъм под въздействието на "жизнена сила". Когато Вьолер информира шведския химик Берцелиус за своя синтез, той получава следния отговор от него: „... Този, който е инициирал своето безсмъртие в урината, има всички основания да завърши своето възнесение на небето със същия обект ...“

Синтезът на Wöhler отвори широк път към получаването на множество органични вещества от неорганични. Много по-късно беше установено, че при нагряване или при разтваряне във вода амониевият цианат се превръща в урея:

NH 4 NCO \u003d (NH 2) 2 CO.

цинк

Още през нашия век един от металурзите получи алуминиева сплав Al с 22% цинк Zn, която той нарече цинк. За да изучи механичните свойства на цинка, металургът направи плоча от него и скоро забрави за него, като се занимаваше с получаване на други сплави. По време на един от експериментите, за да защити лицето си от топлинното излъчване на горелката, той го огради с цинкова плоча, която беше под ръка. В края на работата металургът с изненада установява, че плочата се е удължила повече от 20 пъти без никакви признаци на разрушаване. Така беше открита група от суперпластични сплави. Температурата на свръхпластична деформация на цинка се оказа 250 ° C, много по-ниска от точката на топене. При 250°C плоча от цинк под действието на гравитацията започва буквално да тече, без да преминава в течно състояние.

Проучванията показват, че суперпластичните сплави се образуват от много фини зърна. При нагряване при много малко натоварване плочата се удължава поради увеличаване на броя на зърната по посока на разтягане, като същевременно намалява броя на зърната в напречната посока.

Бензол

През 1814 г. в Лондон се появява газово осветление. Светещият газ се съхранява в железни цилиндри под налягане. През летните нощи осветлението беше нормално, а през зимата, при силен студ, беше слабо. Газът по някаква причина не даде ярка светлина.

Собствениците на газовата централа се обърнаха за помощ към химика Фарадей. Фарадей установява, че през зимата част от светлинния газ се събира на дъното на цилиндрите под формата на прозрачна течност със състав C b H 6 . Той го нарече "карбуриран водород". Това беше вече добре познатият бензен. Честта да открие бензена беше оставена на Фарадей. Името "бензен" е дадено на новото вещество от немския химик Либих.

Бяла и сива тенекия

Втората и последна експедиция на английския пътешественик Робърт Фалкън Скот през 1912 г. до Южния полюс завършва трагично. През януари 1912 г. Скот и четирима негови приятели достигат Южния полюс пеша и от една палатка и оставена бележка откриват, че Южният полюс е открит от експедицията на Амундсен само четири седмици преди тях. С огорчение те тръгват на връщане в много силен студ. В междинната база, където се е съхранявало горивото, не са го открили. Железните туби с нафта се оказали празни, тъй като имали "някой отворил шевове", които преди това били запоени с калай. Скот и другарите му замръзнаха близо до запоените кутии.

И така, при трагични обстоятелства беше открито, че калайът при ниски температури преминава в друга полиморфна модификация, наречена "калаена чума". Преходът към нискотемпературна модификация е придружен от превръщането на обикновения калай в прах. Белият калай или β-Sn, с който са запоени кутиите, се превръща в прашен сив калай или α-Sn. Смъртта застига Скот и спътниците му само на 15 км от мястото, където ги чака основната част от експедицията, която включва и двама руснаци - Гирьов и Омелченко.

Хелий

През 1889 г. английският химик Д. Матюс третира минерала клевейт с нагрята сярна киселина H 2 SO 4 и беше изненадан да види отделянето на неизвестен газ, който не гори и не поддържа горене. Той се оказа хелий Той. Рядко срещащ се в природата минерал клевеит е разновидност на минерала уранинит със състав UO 2 . Това е силно радиоактивен минерал, който излъчва α-частици, ядрата на хелиевите атоми. Присъединявайки електрони, те се превръщат в атоми на хелий, които остават вградени в минералните кристали под формата на малки мехурчета. Когато се третира със сярна киселина, реакцията протича

UO 2 + 2H 2 SO 4 \u003d (UO 2) SO 4 + SO 2 + 2H 2 O.

Урановият диоксид UO 2 преминава в разтвор под формата на уранил сулфат (UO 2)SO 4, но не се освобождава и се отделя като газ заедно със серен диоксид SO 2. Особено много He се оказа в минерала торианит, торий и уранов диоксид (Th,U)O 2: 1 l торианит, когато се нагрява до 800 ° C, освобождава почти 10 l He.

През 1903 г. петролна компания търси петрол в щата Канзас (САЩ). На дълбочина около 100 м тя се натъкнала на газов резервоар, от който избликнал газ. За голямо учудване на нефтените работници газът не гори. Беше и хелий.

Лилаво

Римският учен-енциклопедист Марк Теренций Варон (116-27 г. пр. н. е.) разказва легендата в своя труд „Човешки и божествени древности“.

Веднъж жител на финикийския град Тир се разхождал по брега на морето с куче. Кучето, намирайки сред камъчетата малка черупка, изхвърлена от прибоя, я смачка със зъби. Устата на кучето веднага стана червена и синя. Така е открита известната природна боя - античен пурпур, който е наричан още тирийски пурпур, кралски пурпур. Тази боя е била използвана за боядисване на дрехите на императорите на древен Рим. Източникът на лилаво са хищни мекотели, които се хранят с други мекотели, като първо унищожават черупките им с киселина, секретирана от слюнчените жлези. Лилавото се извлича от лилавите жлези на аленото. Цветът на боите в миналото се идентифицира с различни символи. Лилавото било символ на достойнство, сила и власт.

През 1909 г. немският химик Paul Friedländer (1857-1923) получава чрез сложен синтез диброминдиго 2 и доказва неговата идентичност със средиземноморския пурпур.

уранова радиация

Френският физик Бекерел изследва светенето на определени кристали, наречени фосфор, в тъмното, след като преди това са били облъчени със слънчева светлина. Бекерел имаше голяма колекция от фосфор, сред които уранил-калиев сулфат K 2 (UO 2) (SO 4) 2 . След откриването на рентгеновите лъчи Бекерел решава да разбере дали неговите фосфори излъчват тези лъчи, които причиняват почерняването на фотографска плака, покрита с черна непрозрачна хартия. Той уви фотографската плака в такава хартия и отгоре сложи един или друг фосфор, предварително остарял на слънце. Един ден през 1896 г., в облачни дни, Бекерел, неспособен да издържи уранил-калиев сулфат на слънце, го постави на опакована плоча в очакване на слънчево време. По някаква причина той реши да прояви тази фотографска плака и намери върху нея очертанията на лежащ кристал. Стана ясно, че проникващата радиация на урановата сол U по никакъв начин не е свързана с луминесценцията на луминофорите, че тя съществува независимо от нищо.

По този начин е открита естествената радиоактивност на съединенията на урана, а след това и Th. на тория. Наблюденията на Бекерел послужиха за основа на Пиер и Мария Кюри да търсят нови, по-радиоактивни химични елементи в урановите минерали. Откритите от тях полоний и радий се оказват продукти от радиоактивния разпад на уранови атоми.

Лакмус

Веднъж английският химик Бойл приготвил водна настойка от лакмусов лишей. Бутилката, в която съхраняваше настойката, беше необходима за солна киселина HCl. След като изля инфузията, Бойл наля киселина в колбата и с изненада установи, че киселината стана червена. След това добави няколко капки от инфузията към воден разтвор на натриев хидроксид NaOH и видя, че разтворът става син. Така е открит първият киселинно-алкален индикатор, наречен лакмус. Впоследствие Бойл, а след това и други изследователи, започват да използват хартии, напоени със запарка от лакмусов лишей и след това изсушени. Лакмусовите хартии стават сини в алкални разтвори и червени в кисели разтвори.

Откритието на Бартлет

Канадският студент Нийл Бартлет (р. 1932 г.) решава да пречисти платиновия хексафлуорид PtF 6 от бромидни примеси, като прекара през него газообразен флуор F 2 . Той вярваше, че отделящият се бром Br 2 трябва да се превърне в присъствието на флуор в светложълт бромен трифлуорид BrF 3, който при охлаждане ще се превърне в течност:

NaBr + 2F 2 = NaF + BrF 3 .

Вместо това Бартлет видя отделянето на голямо количество червени пари, превръщайки се в червени кристали върху студените части на устройството. Бартлет успя да намери отговора на този необичаен феномен едва две години по-късно. Платиновият хексафлуорид се съхранява дълго време във въздуха и като много силен окислител, той постепенно взаимодейства с атмосферния кислород, образувайки оранжеви кристали - диоксигенил хексафлуороплатинат:

O 2 + PtF 6 \u003d O 2.

Катионът O 2 + се нарича диоксигенилов катион. При нагряване в поток от флуор това вещество се сублимира под формата на червени пари. Анализът на това случайно явление доведе Бартлет до заключението, че е възможно да се синтезират съединения от благородни (инертни) газове. През 1961 г. Бартлет, вече професор по химия, смесва PtF 6 с ксенон Xe и получава първото съединение на благороден газ, ксенон хексафлуороплатинат Xe.

Фосген

През 1811 г. английският химик Дейви, забравяйки, че въглеродният окис CO, газ без цвят и мирис, вече е в съда, пусна хлор C1 2 в този съд, който искаше да запази за експерименти, насрочени за следващия ден. Затвореният съд остана да стои на лабораторната маса до прозореца. Денят беше светъл и слънчев. На следващата сутрин Дейви видя, че хлорът в съда е загубил жълтеникаво-зеленикавия си цвят. Отваряйки крана на съда, той усетил особена миризма, напомняща миризмата на ябълки, сено или гниещи листа. Дейви изследва съдържанието на съда и установява наличието на ново газообразно вещество CC1 2 O, на което дава името „фосген“, което на гръцки означава „роден от светлина“. Съвременното име на CC1 2 O е въглероден оксид дихлорид. В съд, изложен на светлина, реакцията протича

CO + C1 2 \u003d CC1 2 O.

Така беше открито силно отровно вещество с общо токсично действие, което беше широко използвано през Първата световна война.

Способността за постепенно въздействие върху тялото в най-незначителните концентрации направи фосгена опасна отрова при всяко съдържание във въздуха.

През 1878 г. е установено, че фосгенът се образува от смес от CO и C1 2 на тъмно, ако тази смес съдържа катализатор - активен въглен.

Под действието на водата фосгенът постепенно се разрушава с образуването на въглеродна H 2 CO 3 и солна HCl киселини:

CCl 2 O + 2H 2 O \u003d H 2 CO 3 + 2HCl

Водните разтвори на калиеви хидроксиди KOH и натриев NaOH унищожават мигновено фосгена:

CCl 2 O + 4KOH \u003d K 2 CO 3 + 2KCl + 2H 2 O.

Понастоящем фосгенът се използва в множество органични синтези.

минимум

Това събитие се е случило преди повече от 3000 години. Известният гръцки художник Никиас очакваше да пристигне поръчаната от него вароса от остров Родос в Средиземно море. Кораб с бои пристигна на атинското пристанище Пирея, но там внезапно избухна пожар. Пламъците са обхванали и кораба на Никия. Когато огънят беше потушен, разочарованият Никиас се приближи до останките от кораба, сред които видя изгорели варели. Вместо вар, той намери някакво яркочервено вещество под слой въглища и пепел. Тестовете на Никия показаха, че това вещество е отлична червена боя. Така че пожарът в пристанището на Пирея предложи начин да се направи нова боя, наречена по-късно червено олово. За да се получи, варос или основен оловен карбонат се калцинира във въздуха:

2[Pb (OH) 2 ∙2PbCO 3] + O 2 \u003d 2 (Pb 2 II Pb IV) O 4 + 4CO 2 + 2H 2 O.

Миниумът е оловен(IV)-диоловен(II) тетроксид.

Стомана на Döbereiner

Феноменът на каталитичното действие на платината е открит случайно. Германският химик Дьоберейнер работи върху химията на платината. Той получава пореста, много пореста платина ("платинено черно") чрез калциниране на амониев хексахлороплатинат (NH 4) 2 :

(NH 4) 2 \u003d Pt + 2NH 3 + 2Cl 2 + 2HCl.

През 1823 г., по време на един от експериментите, парче пореста платина Pt беше близо до устройство за производство на водород H 2 . Струя водород, смесена с въздух, удари платината, водородът пламна и се запали. Дьоберейнер веднага оцени значението на своето откритие. По това време нямаше мачове. Той проектира устройство за запалване на водород, наречено "кремък на Döbereiner" или "запалителна машина". Това устройство скоро се продава в цяла Германия.

Döbereiner получи платина от Русия от Урал. В това му помага неговият приятел И.-В. Гьоте, министър на херцогство Ваймар по време на управлението на Чарлз Август. Синът на херцога е женен за Мария Павловна, сестрата на двама руски царе - Александър I и Николай I. Именно Мария Павловна е посредник при получаването на платина Döbereiner от Русия.

Глицерин и акролеин

През 1779 г. шведският химик Шееле открива глицерина HOCH 2 CH(OH)CH 2 OH. За да проучи свойствата му, той решава да освободи веществото от примеса на вода. След като добави вещество за отстраняване на водата към глицерина, Шееле започна да дестилира глицерин. Поверявайки тази работа на своя помощник, той напусна лабораторията. Когато Шееле се върна, асистентът лежеше в безсъзнание близо до лабораторната маса и в стаята имаше остра, остра миризма. Шееле почувства, че очите му, поради изобилието от сълзи, престанаха да различават нищо. Бързо извади асистента на чист въздух и проветри стаята. Само няколко часа по-късно асистентът на Шееле трудно идва в съзнание. Така се установява образуването на ново вещество - акролеин, което на гръцки означава "лютиво масло".

Реакцията на образуване на акролеин е свързана с отделянето на две водни молекули от глицерол:

C 3 H 8 O 3 \u003d CH 2 (CH) CHO + 2H 2 O.

Акролеинът има състав CH 2 (CH) CHO и е алдехид на акриловата киселина. Представлява безцветна, нискокипяща течност, чиито пари силно дразнят лигавицата на очите и дихателните пътища и имат токсично действие. От образуването на незначителни количества акролеин зависи добре познатата миризма на изгорели мазнини и масла, умираща лоена свещ. В момента акролеинът се използва широко в производството на полимерни материалии при синтеза на различни органични съединения.

Въглероден двуокис

Английският химик Пристли открива, че животните умират в "развален въздух" (както той нарича въглеродния диоксид CO 2). Ами растенията? Той поставил малка саксия с цветя под стъклен буркан, а до него поставил запалена свещ, за да "разваля" въздуха. Скоро свещта угасна поради почти пълна трансформациякислород под капачката във въглероден диоксид:

C + O 2 \u003d CO 2.

Пристли премести шапката с цветето и угасената свещ на прозореца и ги остави до следващия ден. На сутринта той с изненада забеляза, че цветето не само не изсъхна, но друга пъпка се отвори на клон наблизо. Развълнуван, Пристли запали друга свещ, бързо я постави под капачката и я постави до първата свещ. Свещта продължи да гори. Къде изчезна "разваленият въздух"?

Така за първи път е открита способността на растенията да абсорбират въглероден диоксид и да отделят кислород. По времето на Пристли те все още не знаеха състава на въздуха, не знаеха и състава на въглеродния диоксид.

Сероводород и сулфиди

Френският химик Пруст изследва ефекта на киселините върху природните минерали. При някои експерименти неизменно се отделя газ с отвратителна миризма, сероводород H 2 S. Един ден, действайки върху минерала сфалерит (цинков сулфид ZnS) със солна киселина Hcl:

ZnS + 2HCl \u003d H 2 S + ZnCl 2,

Пруст забеляза, че син воден разтвор на меден сулфат CuSO 4 в съседна чаша е покрит с кафяв филм. Той премести чашата със синия разтвор по-близо до чашата, от която излизаше H 2 S, и без да обръща внимание на миризмата, започна да разбърква синия разтвор. Скоро синият цвят изчезна и на дъното на чашата се появи черна утайка. Анализът на утайката показа, че това е меден сулфид:

CuSO 4 + H 2 S \u003d CuS ↓ + H 2 SO 4.

Така че, очевидно, образуването на сулфиди на някои метали е открито за първи път под действието на сероводород върху техните соли.

диамантена треска

Диамантено находище в Бразилия е открито случайно. През 1726 г. португалският миньор Бернард да-Фонсена-Лабо в една от златните мини видял, че работниците по време на картата! игрите отбелязват резултата от победа или загуба с лъскави прозрачни камъни. Лабо ги разпозна като диаманти. Имаше смелостта да скрие откритието си. Той взе някои от най-големите камъни от работниците. Въпреки това, по време на продажбата на диаманти в Европа, Лабо не успя да скрие находката си. Тълпи от търсачи на диаманти се изсипаха в Бразилия, започна „диамантена треска“. И ето как бяха открити находища на диаманти в Южна Африка, която сега доставя по-голямата част от тях на международния пазар. През 1867 г. Джон О'Рели, търговец и ловец, спря да пренощува във фермата на холандеца Ван Ниекерк, която стоеше на брега на реката. Ваал. Вниманието му беше привлечено от прозрачно камъче, с което децата си играеха. „Прилича на диамант“, каза О'Рели. Ван Ниекерк се засмя: "Можете да го вземете за себе си, тук има много такива камъни!" В Кейптаун О'Рели установил от бижутер, че това наистина е диамант и го продал за 3000 долара. Находката на О'Рели стана широко известна и фермата на Ван Никерк беше буквално разкъсана на парчета, обикаляйки целия квартал в търсене на диаманти.

Борни кристали

Френският химик Saint-Clair-Deville, заедно с немския химик Wöhler, организират експеримент за получаване на аморфен бор B чрез взаимодействие на борен оксид B 2 O 3 с метален алуминий Al. Те смесват тези две прахообразни вещества и започват да нагряват получената смес в тигел. Реакцията започва при много висока температура.

B 2 O 3 + 2A1 \u003d 2B + A1 2 O 3

Когато реакцията приключи и тигелът се охлади, химиците изсипаха съдържанието му върху порцеланова плочка. Те видяха бял прах от алуминиев оксид A1 2 O 3 и парче метален алуминий. Нямаше кафяв аморфен борен прах. Това озадачило химиците. Тогава Wöhler предложи да се разтвори останалото парче алуминий в солна киселина HCl:

2Al (B) + 6HCl \u003d 2AlCl 3 + 2B ↓ + 3H 2.

След края на реакцията те виждат черни блестящи кристали от бор на дъното на съда.

Така беше открит един от методите за получаване на кристален бор, химически инертен материал, който не взаимодейства с киселини. Някога кристалният бор се получаваше чрез сливане на аморфен бор с алуминий, последвано от действието на солна киселина върху сплавта. След това се оказа, че полученият по този начин бор винаги съдържа примес на алуминий, очевидно под формата на неговия борид AlB 12. Кристалният бор по твърдост се нарежда сред всички прости веществавторо място след диаманта.

ахати

Една немска овчарка през 1813 г. намира жълтеникави и сиви камъни - ахати близо до изоставена кариера. Решил да ги даде на жена си и да ги сложи за известно време близо до огъня. Представете си изненадата му, когато на сутринта видя, че някои ахати стават червени, а други получават червеникав оттенък. Овчарят занесъл единия камък на познат бижутер и споделил с него наблюдението си. Скоро бижутерът отвори работилница за червен ахат и по-късно продаде рецептата си на други немски бижутери. Така беше намерен начин да се промени цвета на някои скъпоценни камъни, когато се нагряват. Имайте предвид, че цената на червените ахати по това време е била два пъти по-висока от тази на жълтите и още повече от сивите им разновидности.

Етилен

Германският алхимик, лекар и изобретател-визионер Йохан-Йоахия Бехер (1635-1682) през 1666 г. провежда експерименти със сярна киселина H 2 SO 4 . В един от експериментите, вместо да добави още една част от него към нагрятата концентрирана сярна киселина, той добави етанол C 2 H 5 OH, който беше наблизо в чаша, задочно. Becher видя силно разпенване на разтвора с освобождаване на неизвестен газ, подобен на метан CH 4 . За разлика от метана, новият газ гореше с димящ пламък и имаше слаб мирис на чесън. Бехер установи, че неговият „въздух“ е по-химически активен от метана. Така е открит етилен C 2 H 4, образуван от реакцията

C 2 H 5 OH \u003d C 2 H 4 + H 2 O.

Новият газ е наречен "нефтен газ", комбинацията му с хлор започва да се нарича от 1795 г. "нефтът на холандските химици". Едва от средата на XIX век. Газът на Бехер е наречен "етилен". Това име е останало в химията и до днес.

Експлозия в Опау

През 1921 г. в Oppau (Германия) избухна експлозия в завод, който произвеждаше торове - смес от амониев сулфат и нитрат - (NH 4) 2 SO 4 и NH 4 NO 3. Тези соли са били съхранявани в склад за дълго време и са се утаили; те решиха да ги смажат с малки експлозии. Това предизвика детонация в цялата маса на вещество, считано преди това за безопасно. Експлозията доведе до смъртта на 560 души и Голям бройранени и ранени, не само град Опау е напълно разрушен, но и някои къщи в Манхайм - на 6 км от мястото на експлозията. Освен това взривната вълна изпочупи прозорци на къщи, намиращи се на 70 км от централата.

Още по-рано, през 1917 г., в химически завод в Халифакс (Канада) избухва чудовищна експлозия поради саморазлагане на NH 4 NO 3, която струва живота на 3000 души.

Оказа се, че амониевият нитрат е опасен за работа, експлозивен е. При нагряване до 260 ° C NH 4 NO 3 се разлага на азотен оксид N 2 O и вода:

NH4NO3 \u003d N2O + 2H2O

Над тази температура реакцията става по-сложна:

8NH 4 NO 3 \u003d 2NO 2 + 4NO + 5N 2 + 16H 2 O

и води до рязко повишаване на налягането и експлозия, което може да бъде улеснено от компресираното състояние на веществото и наличието на примес на азотна киселина HNO 3 в него.

Беотоле и кибрит

Експлозивните свойства на калиев триоксохлорат KClO 3 Berthollet са открити случайно. Започва да стрива кристалите KClO 3 в хаванче, в което по стените остава малко количество сяра, неотстранено от помощника му от предишната операция. Изведнъж се разнесе силна експлозия, пестикът беше изтръгнат от ръцете на Бертоле, лицето му беше обгорено. Така Berthollet извърши за първи път реакция, която щеше да бъде използвана много по-късно в първите шведски мачове:

2KClO 3 + 3S \u003d 2KCl + 3SO 2.

Калиевият триоксохлорат KClO 3 отдавна е наричан Бертолетова сол.

Хинин

Маларията е една от най-древните болести, познати на човечеството. Има легенда за това как е намерен лекът за него. Болен перуански индианец, измъчван от треска и жажда, се скитал безцелно из джунглата близо до селото си. Той видя локва с доста чиста вода, в която лежеше паднало дърво. Индианецът започна лакомо да пие вода и усети горчив вкус. Случи се чудо. Водата му донесе изцеление. Индианците наричали падналото дърво "хина-хина". Местните жители, след като научили за изцелението, започнали да използват кората на това дърво като лекарство срещу треска. Слуховете достигнали до испанските завоеватели и стигнали до Европа. Така беше открит хинин C 20 H 24 N 2 O 2 - кристално вещество, извлечено от кората на хиново дърво - цинхона. Кората от хинона през Средновековието се е продавала буквално грам за грам злато. Изкуственият синтез на хинин е много сложен, той е разработен едва през 1944 г.

Чудесата на катализата

Братът на Г. Дейви Едуард получава много фин черен платинен прах, който започва да се нарича "платинено черен". Веднъж Едуард по невнимание разсипа малко от този прах върху филтърна хартия, която току-що беше избърсал от разлятия етилов алкохол C 2 H 5 OH. Той беше изненадан да види как "платинено черното" се нагрява и свети, докато целият алкохол изчезне заедно с изгорялата хартия. Така е открита реакцията на каталитично окисление. етилов алкохолв киселина:

C 2 H 5 OH + O 2 \u003d CH 3 COOH + H 2 O

Втвърдяване

Американският химик Чарлз Гудиър (1800-1860) смята каучука за вид кожа и се опитва да го модифицира. Той смесваше сурова гума с всяка субстанция, която му попадна под ръка: осоляваше я, поръсваше я с черен пипер, поръсваше я със захар, речен пясък. Един ден през 1841 г. той пуска парче обработена със сяра гума върху нагрята пещ. На следващия ден, докато подготвяше фурната за експеримента, Goodyear взе това парче и установи, че гумата е станала по-здрава. Това наблюдение на Goodyear формира основата на разработения по-късно процес на вулканизация на каучук. По време на вулканизация линейните каучукови макромолекули взаимодействат със сярата, образувайки триизмерна мрежа от макромолекули. В резултат на вулканизацията каучукът се превръща в каучук. Впоследствие Гудиър пише: „Признавам, че моите открития не са резултат от научни химически изследвания... те бяха резултат от постоянство и наблюдение.“

Адсорбция

През 1785 г. Ловиц се занимава с прекристализация на винена киселина и често получава не безцветни, а кафяви кристали поради примеси от органичен произход, които се появяват в тях. Един ден той по невнимание разлял част от разтвора върху смес от пясък и въглища в пясъчна баня, използвана за изпаряване на разтвори. Ловиц се опита да събере разлятия разтвор, филтрира го от пясък и въглища. Когато разтворът се охлади, безцветни прозрачни киселинни кристали се утаяват. Тъй като пясъкът не може да е причината, Ловиц решава да тества ефекта на въглищата. Той приюти нов разтвор на киселина, изсипа прах от въглен в него, изпари го и след това го охлади, след като отстрани въглена. Утаените кристали отново бяха безцветни и прозрачни.

Така Ловиц открива адсорбционните свойства на дървения въглен. Той предложи питейната вода да се съхранява на корабите в дървени бъчви със слой въглища. Водата не изгни с месеци. Това откритие веднага намира приложение в армията, в боевете с турците през 1791 г. в долното течение на Дунава, където водата не става за пиене. Ловиц също използва въглен за пречистване на водка от сивушни масла, оцетна киселина от примеси, които й придават жълт цвят, и в много други случаи.

Мелитова киселина

За да пречисти азотната киселина HNO 3 от примеси, Ловиц изсипа малко количество въглен в нея и започна да вари тази смес. С изненада той видя изчезването на въглен и образуването вместо него на някакво бяло вещество, разтворимо във вода и етанол C 2 H 5 OH. Той нарече това вещество "разтворим въглен". Взаимодействието на въглища с азотна киселина протича в съответствие с реакцията

12C + 6HNO 3 \u003d C 6 (COOH) 6 + 6NO.

След 150 години е установено, че Ловиц е първият, който е получил бензенхексакарбоксилна киселина C 6 (COOH) 6, старото име на това вещество е „мелитова киселина“.

Zeise соли

През 1827 г. датският органичен химик, фармацевтът Уилям Цайзе (1789-1847) решава да получи калиев тетрахлороплатинат K 2 за една от своите работи. За да завърши утаяването на тази сол, която е слабо разтворима в етанол, вместо воден разтвор на Н2 той използва разтвор на тази киселина в етанол С2Н5ОН. Когато Zeise добави воден разтвор на калиев хлорид KCl ​​към такъв разтвор, неочаквано, вместо червено-кафява утайка, характерна за K 2, се утаи жълтеникава утайка. Анализът на тази утайка показа, че съдържа калиев хлорид KCl, платинов дихлорид PtCl 2, вода H 2 O и, за изненада на всички химици, етиленова молекула C 2 H 4: KCl ∙ PtCl 2 ∙ C 2 H 4 ∙ H 2 O Тази емпирична формула стана обект на разгорещени дискусии. Либих например заявява, че Цайзе е извършил анализите неправилно и представената от него формула е плод на болно въображение. Едва през 1956 г. беше възможно да се установи, че съставът на новата сол Zeise е установен правилно и сега формулата на съединението е написана като K ∙ H 2 O и се нарича калиев трихлоретилен платинат монохидрат.

Така се получава първото съединение от необичайна група комплексни съединения, наречени „π-комплекси“. В такива комплекси няма обичайна химическа връзка между метала в квадратните скоби и който и да е атом на органичната частица. Реакцията, проведена от Zeise:

H 2 + KCl + C 2 H 5 OH \u003d K ∙ H 2 O + 2HCl.

Понастоящем K се получава чрез преминаване на етилен през воден разтвор на калиев тетрахлороплатинат K 2:

K 2 + C 2 H 4 \u003d K + KCl.

земна пчела спасител

Куртоа - откривателят на йода - веднъж почти умря. През 1813 г., след една от своите работи, той излива остатъците от воден разтвор на амоняк NH 3 и алкохолен разтвор на йод I 2 в празна колба за отпадъци. Куртоа видя образуването на черно-кафява утайка в колбата, което веднага го заинтересува. Той филтрира утайката, промива я с C 2 H 5 OH етанол, отстранява филтъра с утайката от фунията и я оставя на лабораторната маса. Времето беше късно и Куртоа реши да анализира утайката на следващия ден. Когато сутринта отвори вратата на лабораторията, той видя как земна пчела, която влетя в стаята, седна върху получената от него утайка. Веднага избухна силна експлозия, която разби лабораторната маса на парчета и стаята се изпълни с лилави изпарения на йод.

По-късно Куртоа каза, че земната пчела му е спасила живота. Така е получено и тествано много опасно вещество - трийодин нитрид моноамонат I 3 N∙NH 3. Реакцията на синтез на това вещество:

3I 2 + 5NH 3 = I 3 N∙NH 3 ↓ + 3NH 4 .

Реакцията, която възниква по време на експлозия, причинена от най-лекото докосване или леко разклащане на сух I 3 N∙NH 3:

2(I 3 N∙NH 3) \u003d 2N 2 + 3I 2 + 3H 2.

Неуспешен опит

Флуор F 2 е получен неочаквано от френския химик Moissan. През 1886 г., след като изучава опита на своите предшественици, той електролизира безводен флуороводород HF в платинена Y-образна тръба. С изненада Мойсан забеляза отделянето на флуор на анода и водород на катода. Вдъхновен от успеха, той повторил експеримента на среща на Парижката академия на науките, но ... не получил флуор. Опитът се провали. След задълбочено проучване на причините за неуспеха, Moissan установи, че флуороводородът, който използва в първия експеримент, съдържа примес на калиев хидрофлуорид KHF 2 . Този примес осигурява електрическата проводимост на разтвора (безводен HF-неелектролит) и създава необходимата концентрация на F йони на анода:

2F - - 2e - \u003d F 2.

Оттогава флуорът се произвежда по метода на Moissan, като се използва разтвор на калиев флуорид KF в HF:

KF + HF = KHF 2 .

Аспартам

Аспартам (в Русия - "сладекс") - вещество, препоръчвано за консумация от диабетици и хора със затлъстяване, 100-200 пъти по-сладко от захарозата. Не оставя след себе си горчивия метален вкус, присъщ на захарина. Сладкият вкус на аспартама е открит през 1965 г. случайно. Химик, който е работил с това вещество, отхапа късче и усети сладък вкус. Аспартамът е безцветен кристал, силно разтворим във вода. Това е малък протеин. Усвоява се от човешкия организъм и е източник на нужните му аминокиселини. Аспартамът не стимулира образуването на зъбен кариес и усвояването му не зависи от производството на инсулин в организма.

Карбид

През 1862 г. немският химик Wöhler се опитва да изолира метален калций от вар (калциев карбонат CaCO 3) чрез продължително калциниране на смес от вар и въглища. Той получи синтерована маса със сивкав цвят, в която не намери никакви следи от метал. С огорчение Wöhler изхвърли тази маса като ненужен продукт на сметището в двора. По време на дъжда лаборантът на Wöhler забеляза отделянето на някакъв вид газ от изхвърлената скална маса. Woehler се интересуваше от този газ. Анализът на газа показа, че това е ацетилен H 2 C 2, открит от Е. Дейви през 1836 г. Ето как калциевият карбид CaC 2 е открит за първи път, взаимодействайки с вода, за да освободи ацетилен:

5C + 2CaCO 3 \u003d 3CaC 2 + 3CO 2;

CaC 2 + 2H 2 O \u003d H 2 C 2 + Ca (OH) 2.

От невежа гледна точка...

Как Берцелиус прави случайните си открития, разказва неговият лаборант. Берцелий водеше самотен живот. Любопитни жители на Стокхолм многократно са питали лаборанта Берцелиус как работи неговият господар.

Е, - отговори лаборантът, - първо му вземам различни неща от шкафа: прахове, кристали, течности.

Той взема всичко и го изсипва в един голям съд.

След това изсипва всичко в малък съд.

И какво прави тогава?

След това изсипва всичко в кофата за боклук, която изнасям всяка сутрин.

В заключение нека цитираме думите на немския натуралист Херман Хелмхолц (1821-1894): „Понякога щастливата случайност може да дойде на помощ и да разкрие непозната връзка, но шансът едва ли ще намери приложение, ако този, който го срещне все още не е събрал достатъчно визуални доказателства в материала на главата си, за да го убеди в правилността на предчувствието си.

Теорията за химическата еволюция или как е възникнал животът

Теорията за химическата еволюция - съвременната теория за произхода на живота - се основава на идеята за спонтанното зараждане. Не се основава на внезапно появата на живи същества на Земята, а образуването на химични съединения и системи, изграждащи живата материя. Той разглежда химията на най-древната Земя, преди всичко химичните реакции, протичащи в примитивната атмосфера и в повърхностния слой на водата, където по всяка вероятност са били концентрирани леките елементи, които формират основата на живата материя, и беше усвоено огромно количество слънчева енергия. Тази теория се опитва да отговори на въпроса: как органичните съединения биха могли спонтанно да възникнат и да се оформят в жива система в онази далечна епоха?

Общ подход към химическата еволюция е формулиран за първи път от съветския биохимик А. И. Опарин (1894-1980). През 1924 г. в СССР излиза неговата кратка книга, посветена на този въпрос; през 1936 г. излиза ново негово допълнено издание (през 1938 г. е преведено на английски език). Опарин обърна внимание на факта, че съвременните условия на земната повърхност предотвратяват синтеза на голям брой органични съединения, тъй като свободният кислород, който присъства в излишък в атмосферата, окислява въглеродните съединения до въглероден диоксид (въглероден диоксид, CO2). Освен това той отбеляза, че в наше време всяка органична материя, „оставена на милостта“ на земята, се използва от живи организми (подобна идея е изразена от Чарлз Дарвин). Въпреки това, твърди Опарин, на първобитната Земя са преобладавали други условия. Може да се предположи, че по това време в земната атмосфера не е имало кислород, но водород и газове, съдържащи водород, като метан (CH 4) и амоняк (NH 3), са били в изобилие. (Такава атмосфера, богата на водород и бедна на кислород, се нарича редуцираща, за разлика от съвременната, окислителна атмосфера, богата на кислород и бедна на водород.) Според Опарин такива условия създават отлични възможности за спонтанен синтез на органични съединения.

Обосновавайки идеята си за възстановителния характер на примитивната атмосфера на Земята, Опарин излага следните аргументи:

1. Водородът е в изобилие в звездите

2. Въглеродът се среща в спектрите на комети и студени звезди в състава на CH и CN радикали, докато окисленият въглерод се появява рядко.

3. Въглеводороди, т.е. съединения на въглерод и водород се намират в метеоритите.

4. Атмосферите на Юпитер и Сатурн са изключително богати на метан и амоняк.

Както отбеляза Опарин, тези четири точки показват, че Вселената като цяло е в състояние на възстановяване. Следователно на първобитната Земя въглеродът и азотът трябва да са били в едно и също състояние.

5. Вулканичните газове съдържат амоняк. Това, според Опарин, предполага, че азотът присъства в първичната атмосфера под формата на амоняк.

6. Кислородът, който се съдържа в съвременната атмосфера, се произвежда от зелени растения по време на фотосинтезата и следователно по своя произход е биологичен продукт.

Въз основа на тези съображения Опарин стига до извода, че въглеродът се появява за първи път на първобитната Земя под формата на въглеводороди, а азотът - под формата на амоняк. Освен това той предположи, че в хода на известните сега химични реакции на повърхността на безжизнената Земя са възникнали сложни органични съединения, които след доста дълъг период от време очевидно са довели до появата на първите живи същества. Първите организми вероятно са били много прости системи, способни само на репликация (деление) поради органичната среда, от която са се образували. Съвременно казано, те са били "хетеротрофи", тоест зависими от околната среда, която ги е снабдявала с органично хранене. В противоположния край на тази скала са "автотрофите" - например организми като зелени растения, които сами синтезират всички необходими органични вещества от въглероден диоксид, неорганичен азот и вода. Според теорията на Опарин автотрофите се появяват едва след като хетеротрофите изчерпват запасите от органични съединения в примитивния океан.

J. B. S. Haldane (1892-1964) излага идея, донякъде подобна на тази на Опарин, която е изложена в популярно есе, публикувано през 1929 г. Той предполага, че органичната материя, синтезирана по време на естествени химични процеси, протичащи на предбиологичната Земя, натрупана в океана, която в крайна сметка достигна консистенцията на „горещ разреден бульон“. Според Халдейн примитивната атмосфера на Земята е била анаеробна (свободна от кислород), но той не е твърдял, че са необходими редуциращи условия за синтеза на органични съединения. По този начин той допуска, че въглеродът може да присъства в атмосферата в напълно окислена форма, т.е. под формата на диоксид, а не като част от метан или други въглеводороди. В същото време Халдейн се позовава на резултатите от експерименти (не негови), които доказват възможността за образуване на сложни органични съединения от смес от въглероден диоксид, амоняк и вода под действието на ултравиолетова радиация. По-късно обаче всички опити да се повторят тези експерименти бяха неуспешни.

През 1952 г. Харолд Юри (1893-1981), занимавайки се не с действителните проблеми на произхода на живота, а с еволюцията на Слънчевата система, независимо стига до извода, че атмосферата на младата Земя има възстановен характер. Подходът на Опарин беше качествен. Проблемът, който Urey изследваше, беше физико-химичен по природа: използвайки данни за състава на първичния космически облак от прах като отправна точка и гранични условия, определени от известните физични и химични свойства на луната и планетите, той имаше за цел да разработи термодинамично приемлива история на цялата слънчева система като цяло. Юри, по-специално, показа, че в края на процеса на формиране Земята е имала силно редуцирана атмосфера, тъй като нейните основни съставки са водород и напълно редуцирани форми на въглерод, азот и кислород: метан, амоняк и водни пари. Гравитационното поле на Земята не можеше да задържи лекия водород и той постепенно избяга в открития космос. Вторична последица от загубата на свободен водород е постепенното окисление на метана до въглероден диоксид и на амоняка до азотен газ, което с течение на времето променя атмосферата от редуцираща към окислителна. Юри предположи, че по време на периода на изпускане на водород, когато атмосферата е била в междинно редокс състояние, на Земята може да се образува сложна органична материя в големи количества. Според неговите оценки океанът, очевидно, тогава е бил еднопроцентов разтвор на органични съединения. Резултатът беше живот в най-примитивната му форма.

Смята се, че слънчевата система се е образувала от протосоларна мъглявина, огромен облак от газ и прах. Възрастта на Земята, установена въз основа на редица независими оценки, е близо 4,5 милиарда години. За да разберете състава на първичната мъглявина, най-разумно е да изследвате относителното изобилие на различни химични елементи в съвременния слънчева система. Според изследванията основните елементи - водород и хелий - заедно съставляват над 98% от масата на Слънцето (99,9% от атомния му състав) и всъщност Слънчевата система като цяло. Тъй като Слънцето е обикновена звезда и много звезди в други галактики принадлежат към този тип, съставът му като цяло характеризира изобилието от елементи в космическото пространство. Съвременните представи за еволюцията на звездите ни позволяват да приемем, че водородът и хелият също са преобладавали в „младото“ Слънце, което е било преди 4,5 милиарда години.

Четирите основни елемента на Земята са сред деветте най-разпространени на Слънцето; по отношение на състава нашата планета се различава значително от космическото пространство като цяло. (Същото може да се каже за Меркурий, Венера и Марс; Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун обаче не са включени в този списък.) Земята е съставена основно от желязо, кислород, силиций и магнезий. Има очевиден дефицит на всички биологично важни леки елементи (с изключение на кислорода) и, поразително, според теорията на Опарин-Юри, са необходими за началото на химическата еволюция. Като се има предвид недостигът на леки елементи и особено на благородни газове, разумно е да се предположи, че Земята първоначално е била формирана без никаква атмосфера. С изключение на хелия, всички благородни газове - неон, аргон, криптон и ксенон - имат достатъчно специфично тегло, за да бъдат задържани от земната гравитация. Криптонът и ксенонът например са по-тежки от желязото. Тъй като тези елементи образуват много малко съединения, те трябва да са съществували в примитивната атмосфера на Земята като газове и не са могли да избягат, когато планетата най-накрая достигне сегашния си размер. Но тъй като на Земята има милиони пъти по-малко от тях, отколкото на Слънцето, естествено е да се предположи, че нашата планета никога не е имала атмосфера, подобна по състав на тази на Слънцето. Земята се формира от твърди материали, които съдържат само малко количество абсорбиран или адсорбиран газ, така че в началото не е имало атмосфера. Елементите, които изграждат съвременната атмосфера, очевидно са се появили на първобитната Земя под формата на твърдо вещество химични съединения; впоследствие, под въздействието на топлината, произтичаща от радиоактивния разпад или освобождаването на гравитационна енергия, придружаваща акрецията на Земята, тези съединения се разлагат с образуването на газове. В процеса на вулканична дейност тези газове избягаха от недрата на земята, образувайки примитивна атмосфера.

Високото съдържание на аргон в съвременната атмосфера (около 1%) не противоречи на предположението, че благородните газове първоначално са отсъствали в атмосферата. Изотопът на аргона, често срещан в космоса, има атомна маса 36, докато атомната маса на аргона, образуван в земната кора по време на радиоактивния разпад на калия, е 40. Аномално високото съдържание на кислород на Земята (в сравнение с други леки елементи) се обяснява с факта, че този елемент може да се комбинира с много други елементи, образувайки много стабилни твърди съединения като силикати и карбонати, които са част от скалите.

Предположенията на Юри за редуциращия характер на примитивната атмосфера се основават на високото съдържание на желязо на Земята (35% от общата маса). Той вярваше, че желязото, от което сега се състои ядрото на Земята, първоначално е било разпределено повече или по-малко равномерно в целия й обем. Когато Земята се затопли, желязото се разтопи и се събра в центъра. Въпреки това, преди това да се случи, желязото, съдържащо се в това, което сега е горната мантия на Земята, взаимодейства с водата (тя присъстваше на примитивната Земя под формата на хидратирани минерали, подобни на тези, намерени в някои метеорити); в резултат на това огромни количества водород бяха изпуснати в примитивната атмосфера.

Проучвания, проведени от началото на 50-те години на миналия век, поставиха под въпрос редица разпоредби на описания сценарий. Някои планетарни учени изразяват съмнения, че желязото, което сега е концентрирано в земната кора, може някога да е било равномерно разпределено в целия обем на планетата. Те са склонни да вярват, че акрецията е станала неравномерно и желязото е кондензирало от мъглявината преди други елементи, които сега образуват мантията и кората на Земята. При неравномерно натрупване съдържанието на свободен водород в примитивната атмосфера трябва да е по-ниско, отколкото в случай на равномерен процес. Други учени предпочитат акреция, но протичаща по начин, който не трябва да води до образуването на редуцираща атмосфера. Накратко, в последните годиниБяха анализирани различни модели на формирането на Земята, някои от които са повече, други по-малко съвместими с идеите за регенеративния характер на ранната атмосфера.

Опитите да се възстановят събитията, случили се в зората на формирането на Слънчевата система, неизбежно са свързани с много неясноти. Интервалът от време между възникването на Земята и образуването на най-древните скали, които могат да бъдат датирани геологично, през които са протекли химическите реакции, довели до възникването на живота, е 700 милиона години. Лабораторните експерименти показват, че е необходима възстановителна среда за синтеза на компонентите на генетичната система; следователно може да се каже, че тъй като животът е възникнал на Земята, това може да означава следното: или примитивната атмосфера е имала редукционен характер, или необходимите за възникването на живота органични съединения са донесени на Земята отнякъде. Тъй като дори днес метеоритите носят различни органични вещества на Земята, последната възможност не изглежда абсолютно фантастична. Въпреки това, метеоритите, очевидно, не съдържат всички вещества, необходими за изграждането на генетична система. Въпреки че веществата от метеоритен произход вероятно са имали значителен принос за общ фондорганични съединения на примитивната Земя, в момента изглежда най-правдоподобно, че условията на самата Земя са били редуктивни до степен, в която образуването на органична материя, което е довело до появата на живот, е станало възможно.

Съвременните биолози са показали, че животът е химично явление, което се различава от другите химични процеси в проявата на генетични свойства. Във всички известни живи системи нуклеиновите киселини и протеините служат като носители на тези свойства. Сходството на нуклеиновите киселини, протеините и генетичните механизми, работещи на тяхна основа в организмите на най-много различни видовепрактически няма съмнение, че всички живи същества, които сега живеят на Земята, са свързани с еволюционна верига, която ги свързва и с минали и изчезнали видове. Такава еволюция е естествен и неизбежен резултат от работата на генетичните системи. Така, въпреки безкрайното разнообразие, всички живи същества на нашата планета принадлежат към едно и също семейство. Всъщност има само една форма на живот на Земята, която може да е възникнала само веднъж.

Основният елемент на земната биохимия е въглеродът. Химични свойстваот този елемент го правят особено подходящ за образуването на типа големи, богати на информация молекули, които са необходими за изграждане на генетични системи с практически неограничени еволюционни възможности. Космосът също е много богат на въглерод и редица данни (резултати от лабораторни експерименти, анализи на метеорити и спектроскопия на междузвездното пространство) показват, че образуването на органични съединения, подобни теми, които са част от живата материя, се среща доста лесно и в голям мащаб във Вселената. Така че е вероятно, че ако животът съществува някъде другаде във Вселената, той също се основава на химията на въглерода.

Биохимичните процеси, базирани на химията на въглерода, могат да се осъществят само когато на планетата се комбинират определени условия на температура и налягане, както и наличието на подходящ източник на енергия, атмосфера и разтворител. Въпреки че водата играе ролята на разтворител в земната биохимия, възможно е, макар и не задължително, други разтворители да участват в биохимичните процеси, протичащи на други планети.

Критерии за възможността за възникване на живота

1.Температура и налягане

Ако предположението, че животът трябва да се основава на химията на въглерода, е правилно, тогава е възможно да се определят точно ограничаващите условия за всяка среда, способна да поддържа живот. На първо място, температурата не трябва да надвишава границата на стабилност на органичните молекули. Определянето на температурната граница не е лесно, но не са необходими точни цифри. Тъй като ефектите на температурата и налягането са взаимозависими, те трябва да се разглеждат заедно. Приемайки налягане от около 1 atm (както е на повърхността на Земята), може да се оцени горната температурна граница на живота, като се има предвид, че много от малките молекули, които изграждат генетичната система, като аминокиселините, бързо се разпадат при температура 200-300 ° С. Въз основа на това може да се заключи, че районите с температури над 250°C са необитаеми. (Това обаче не означава, че животът се определя единствено от аминокиселини; ние сме ги избрали само като типични представители на малки органични молекули.) Действителната температурна граница на живота почти със сигурност трябва да бъде по-ниска от тази, тъй като големите молекули с сложната триизмерна структура, по-специално протеините, изградени от аминокиселини, като правило са по-чувствителни към топлина от малките молекули. За живота на повърхността на Земята горната температурна граница е близо до 100°C и някои видове бактерии при тези условия могат да оцелеят в горещи извори. По-голямата част от организмите обаче умират при тази температура.

Може да изглежда странно, че горната температурна граница на живота е близо до точката на кипене на водата. Дали това съвпадение не се дължи именно на факта, че течната вода не може да съществува при температура над нейната точка на кипене (100°C на земната повърхност), а не на някакви специални свойства на самата жива материя?

Преди много години Томас Д. Брок, експерт по термофилните бактерии, предположи, че животът може да бъде намерен навсякъде, където съществува течна вода, независимо от нейната температура. За да повишите точката на кипене на водата, трябва да увеличите налягането, както се случва например в херметична тенджера под налягане. Подсиленото нагряване кара водата да кипи по-бързо, без да променя температурата си. Естествените условия, при които течната вода съществува при температури над нормалната си точка на кипене, се намират в зони на подводна геотермална активност, където прегрята вода изригва от вътрешността на земята под комбинираното действие на атмосферното налягане и налягането на океанския воден слой. През 1982 г. K. O. Stetter открива бактерии на дълбочина до 10 m в зоната на геотермална активност, за която оптималната температура на развитие е 105 ° C. Тъй като налягането под водата на дълбочина 10 m е 1 atm, общото налягане на тази дълбочина достига 2 atm. Точката на кипене на водата при това налягане е 121°C.

Действително, измерванията показаха, че температурата на водата на това място е 103°C. Следователно животът е възможен и при температури над нормалната точка на кипене на водата.

Очевидно бактериите, които могат да съществуват при температури около 100°C, имат „тайна“, която липсва на обикновените организми. Тъй като тези термофилни форми растат слабо при ниски температури или изобщо не растат, справедливо е да се предположи, че обикновените бактерии също имат своя собствена „тайна“. Ключовото свойство, което определя способността за оцеляване при високи температури, е способността да се произвеждат термостабилни клетъчни компоненти, особено протеини, нуклеинова киселинаи клетъчни мембрани. Протеините на обикновените организми при температури от около 60 ° C претърпяват бързи и необратими структурни промени или денатурация. Пример е подсирването на албумин от пилешко яйце (яйчен „белтък“) по време на готвене. Протеините на бактериите, живеещи в горещи извори, не изпитват такива промени до температура от 90°C. Нуклеиновите киселини също подлежат на термична денатурация. След това молекулата на ДНК се разделя на двете си съставни вериги. Това обикновено се случва в температурния диапазон 85-100°C, в зависимост от съотношението на нуклеотидите в молекулата на ДНК.

Денатурацията разрушава триизмерната структура на протеините (уникална за всеки протеин), която е необходима за изпълнение на неговите функции като катализа. Тази структура се поддържа от цял ​​набор от слаби химични връзки, в резултат на което линейната аминокиселинна последователност, която образува първичната структура на протеиновата молекула, се вписва в специална конформация, характерна за този протеин. Връзките, които поддържат триизмерната структура, се образуват между аминокиселини, разположени в различни части на протеиновата молекула. Мутациите на ген, който съдържа информация за аминокиселинната последователност, характерна за определен протеин, могат да доведат до промяна в състава на аминокиселините, което от своя страна често засяга неговата термична стабилност. Това явление разкрива възможности за еволюцията на термостабилни протеини. Молекулярната структура, която осигурява термичната стабилност на нуклеиновите киселини и клетъчните мембрани на бактериите, живеещи в горещи извори, очевидно също е генетично обусловена.

Тъй като повишаването на налягането предотвратява кипенето на водата при нормалната й точка на кипене, то може също да предотврати някои от щетите на биологичните молекули, свързани с излагането на високи температури. Например, налягане от няколкостотин атмосфери потиска термичната денатурация на протеините. Това се обяснява с факта, че денатурацията предизвиква размотаване на спиралната структура на протеиновата молекула, придружено от увеличаване на обема. Чрез инхибиране на обемното разширение налягането предотвратява денатурацията. При много по-високо налягане, 5000 atm или повече, то самото става причина за денатурация. Механизмът на това явление, което предполага компресионно разрушаване на протеиновата молекула, все още не е ясен. Въздействието на много високо налягане също води до повишаване на термичната стабилност на малките молекули, тъй като високото налягане предотвратява увеличаването на обема, дължащо се в този случай на разкъсване на химичните връзки. Например при атмосферно налягане карбамидът бързо се разлага при 130°C, но е стабилен най-малко един час при 200°C и 29 000 atm.

Молекулите в разтвора се държат съвсем различно. Когато взаимодействат с разтворител, те често се разлагат при висока температура. Общото име за такива реакции е солватация; ако разтворителят е вода, реакцията се нарича хидролиза.

Хидролизата е основният процес, чрез който се разрушават протеини, нуклеинови киселини и много други сложни биологични молекули в природата. Хидролизата се случва например в процеса на храносмилане при животните, но се случва и извън живите системи, спонтанно, особено при високи температури. Електрическите полета, възникващи по време на солволитичните реакции, водят до намаляване на обема на разтвора чрез електрострикция, т.е. свързване на съседни молекули на разтворителя. Следователно трябва да се очаква, че високото налягане трябва да ускори процеса на солволиза и експериментите потвърждават това.

Тъй като вярваме, че жизненоважни процеси могат да протичат само в разтвори, следва, че високото налягане не може да повиши горната температурна граница на живота, поне в такива полярни разтворители като вода и амоняк. Температурите около 100°C вероятно са естествената граница. Както ще видим, това изключва много планети в Слънчевата система от разглеждането като възможни местообитания.

2. Атмосфера

Следващото условие, необходимо за обитаемостта на планетата, е наличието на атмосфера. Достатъчно прости съединения на леки елементи, които според нашите предположения са в основата на живата материя, като правило са летливи, т.е. те са в газообразно състояние в широк диапазон от температури. Очевидно такива съединения задължително се произвеждат в метаболитните процеси на живите организми, както и по време на термични и фотохимични ефекти върху мъртвите организми, които са придружени от отделяне на газове в атмосферата. Тези газове са най прости примерикоито на Земята са въглероден диоксид (въглероден диоксид), водна пара и кислород, в крайна сметка се включват в циркулацията на веществата, която се случва в дивата природа. Ако земната гравитация не можеше да ги задържи, тогава те щяха да избягат в открития космос, нашата планета в крайна сметка изчерпа своите "резерви" от леки елементи и животът на нея щеше да спре. Така, ако животът възникне върху някакво космическо тяло, чието гравитационно поле не е достатъчно силно, за да задържи атмосферата, то не би могло да съществува дълго време.

Предполага се, че животът може да съществува под повърхността на такива небесни тела, като Луната, които или имат много разредена атмосфера, или са напълно лишени от нея. Подобно предположение се основава на факта, че газовете могат да бъдат уловени от подповърхностния слой, който се превръща в естествено местообитание на живи организми. Но тъй като всяко местообитание, възникнало под повърхността на планетата, е лишено от основния биологично важен източник на енергия - Слънцето, подобно предположение само заменя един проблем с друг. Животът се нуждае от постоянен приток както на материя, така и на енергия, но ако материята участва в циркулацията (това е причината за необходимостта от атмосфера), тогава енергията, според основните закони на термодинамиката, се държи по различен начин. Биосферата може да функционира, докато е снабдена с енергия, въпреки че различните й източници не са еквивалентни. Например Слънчевата система е много богата на топлинна енергия - топлината се генерира във вътрешността на много планети, включително Земята. Не знаем обаче за организми, които биха могли да го използват като източник на енергия за своите жизнени процеси. За да използва топлината като източник на енергия, тялото вероятно трябва да функционира като топлинна машина, т.е. да пренася топлина от област с висока температура (например от цилиндър на бензинов двигател) към област с ниска температура (към радиатор ). При този процес част от предадената топлина се превръща в работа. Но за да бъде ефективността на такива топлинни двигатели достатъчно висока, е необходима висока температура на „нагревателя“ и това веднага създава огромни трудности за живите системи, тъй като поражда много допълнителни проблеми.

Нито един от тези проблеми не е причинен от слънчева светлина. Слънцето е постоянен, практически неизчерпаем източник на енергия, който лесно се използва в химични процеси при всяка температура. Животът на нашата планета е изцяло зависим от слънчевата енергия, така че е естествено да се предположи, че никъде другаде в Слънчевата система не би могъл да се развие живот без пряка или косвена консумация на този вид енергия.

Това не променя същността на въпроса и факта, че някои бактерии могат да живеят на тъмно, като използват само неорганични вещества за хранене и въглероден диоксид като единствен източник на въглерод. Такива организми, наречени хемолитоавтотрофи (което буквално означава, че се хранят с неорганични химикали), получават енергията, необходима за превръщането на въглеродния диоксид в органична материя чрез окисляване на водород, сяра или други неорганични вещества. Но тези източници на енергия, за разлика от Слънцето, са изчерпани и след използване не могат да бъдат възстановени без участието на слънчевата енергия. Така водородът, важен източник на енергия за някои хемолитоавтотрофи, се образува при анаеробни условия (например в блата, на дъното на езера или в стомашно-чревния тракт на животните) чрез бактериално разлагане на растителен материал, който сам по себе си, Разбира се, се образува в процеса на фотосинтеза. Хемолитоавтотрофите използват този водород, за да произвеждат от въглероден диоксид метан и вещества, необходими за живота на клетката. Метанът навлиза в атмосферата, където се разлага под въздействието на слънчевата светлина, образувайки водород и други продукти. Атмосферата на Земята съдържа водород в концентрация от 0,5 на милион части; почти цялото е образувано от метан, отделен от бактерии. Водород и метан също се отделят в атмосферата при вулканични изригвания, но в несравнимо по-малки количества. Друг важен източник на атмосферен водород са горните слоеве на атмосферата, където под действието на слънчевата UV радиация водните пари се разлагат с отделяне на водородни атоми, които излизат в открития космос.

Многобройни популации от различни животински риби, морски мекотели, миди, гигантски червеи и др., за които е установено, че живеят в близост до горещи извори, открити на дълбочина 2500 m в Тихия океан, понякога се приписва способността да съществуват независимо от слънчевата светлина енергия. Известни са няколко такива зони: една близо до архипелага Галапагос, другата - на разстояние около 21 ° на северозапад, край бреговете на Мексико. В дълбините на океана запасите от храна очевидно са оскъдни и откриването през 1977 г. на първата такава популация веднага повдига въпроса за източника на храната им. Една от възможностите изглежда е да се използва органичната материя, която се натрупва на океанското дъно, отпадъците, генерирани от биологична активност в повърхностния слой; те се транспортират до зони на геотермална активност от хоризонтални течения, произтичащи от вертикални изхвърляния на гореща вода. Движението на прегрята вода нагоре предизвиква образуването на близки до дъното хоризонтални студени течения, насочени към мястото на изпускане. Предполага се, че по този начин тук се натрупват органични остатъци.

Друг източник на хранителни вещества стана известен, след като беше установено, че водата на термалните извори съдържа сероводород (H 2 S). Не е изключено хемолитоавтотрофните бактерии да са разположени в началото на хранителната верига. Както показват допълнителни проучвания, хемолитоавтотрофите наистина са основният източник на органична материя в екосистемата на термалните извори.

Тъй като сероводородът, образуван в дълбините на Земята, служи като "гориво" за тези дълбоководни общности, те обикновено се считат за живи системи, които могат да се справят без слънчева енергия. Това обаче не е съвсем вярно, тъй като кислородът, използван от тях за окисляване на „горивото“, е продукт на фотохимични трансформации. На Земята има само два значими източника на свободен кислород и двата са свързани с активността на Слънцето.

Океанът играе важна роля в живота на дълбоководната екосистема, тъй като осигурява среда за топлинни организми, без която те не биха могли да съществуват. Океанът им осигурява не само кислород, но и всичко необходимо хранителни веществас изключение на сероводород. Той премахва отпадъците. Освен това позволява на тези организми да се преместят в нови райони, което е необходимо за тяхното оцеляване, тъй като източниците са краткотрайни - според оценките продължителността на живота им не надвишава 10 години. Разстоянието между отделните термални извори в един район на океана е 5-10 км.

3. Разтворител

В момента е общоприето, че наличието на един или друг вид разтворител също е необходимо условие за живот. Много химични реакции, протичащи в живи системи, биха били невъзможни без разтворител. На Земята този биологичен разтворител е водата. Той е основният компонент на живите клетки и едно от най-често срещаните съединения на земната повърхност. Поради факта, че химичните елементи, които образуват водата, са широко разпространени в космоса, водата несъмнено е едно от най-често срещаните съединения във Вселената. Но въпреки такова изобилие от вода навсякъде. Земята е единствената планета в Слънчевата система, която има океан на повърхността си; това е важен факт, към който ще се върнем по-късно.

Водата има редица специални и неочаквани свойства, благодарение на които може да служи като биологичен разтворител - естественото местообитание на живите организми. Тези свойства определят неговата главната роляза стабилизиране на температурата на земята. Тези свойства включват: високи температуритопене (топене) и кипене; висок топлинен капацитет; широк диапазон от температури, в които водата остава в течно състояние; голяма диелектрична константа (което е много важно за разтворител); способността да се разширява близо до точката на замръзване. Тези въпроси бяха изчерпателно разработени, по-специално в произведенията на L.J. Хендерсън (1878-1942), професор по химия в Харвардския университет.

Съвременните изследвания показват, че такива необичайни свойства на водата се дължат на способността на нейните молекули да образуват водородни връзки помежду си и с други молекули, съдържащи кислородни или азотни атоми. В действителност течната вода се състои от агрегати, в които отделните молекули се държат заедно чрез водородни връзки. Поради тази причина, когато се обсъжда въпросът какви неводни разтворители могат да се използват от живите системи в други светове, специално внимание се обръща на амоняка (NH3), който също образува водородни връзки и е подобен в много свойства на водата. Споменават се и други вещества, способни да образуват водородни връзки, по-специално флуороводородна киселина (HF) и циановодород (HCN). Последните две съединения обаче са малко вероятни кандидати за тази роля. Флуорът е рядък елемент: има 10 000 кислородни атома на флуорен атом в наблюдаваната вселена, така че е трудно да си представим условия на която и да е планета, които биха благоприятствали образуването на океан, състоящ се от HF, а не от H 2 O. Колкото до водорода цианид (HCN), неговите съставни елементи се намират в изобилие в космоса, но това съединение не е достатъчно термодинамично стабилно. Следователно е малко вероятно той някога да се натрупа в големи количества на която и да е планета, въпреки че, както казахме по-рано, HCN е важен (макар и временен) междинен продукт в пребиологичния синтез на органични вещества.

Амонякът се състои от доста често срещани елементи и макар и по-малко стабилен от водата, все още е достатъчно стабилен, за да се счита за възможен биологичен разтворител. При налягане 1 atm е в течно състояние в температурния диапазон 78 - 33°C. Този интервал (45°) е много по-тесен от съответния интервал за вода (100°C), но обхваща тази област от температурната скала, където водата не може да функционира като разтворител. Що се отнася до амоняка, Хендерсън посочи, че това е единственото известно съединение, което като биологичен разтворител се доближава до водата по своите свойства. Но в крайна сметка ученият оттегли изявлението си по следните причини. Първо, амонякът не може да се натрупа в достатъчни количества на повърхността на никоя планета; второ, за разлика от водата, той не се разширява при температура, близка до точката на замръзване (в резултат на което цялата му маса може да остане изцяло в твърдо, замръзнало състояние) и накрая, изборът му като разтворител елиминира ползите от използването кислород като биологичен реагент. Хендерсън не изрази категорично мнение относно причините, които биха попречили на натрупването на амоняк на повърхността на планетите, но въпреки това се оказа прав. Амонякът се разрушава по-лесно от ултравиолетовите лъчи на Слънцето, отколкото водата, т.е. неговите молекули се разделят под въздействието на лъчение с по-голяма дължина на вълната, носещо по-малко енергия, което е широко застъпено в слънчевия спектър. Водородът, образуван при тази реакция, излиза от планетите (с изключение на най-големите) в открития космос, докато азотът остава. Водата също се унищожава в атмосферата под действието на слънчевата радиация, но само с много по-къса дължина на вълната от тази, която унищожава амоняка, а кислородът (O 2) и озонът (O 3), освободени по време на това, образуват екран, който много ефективно защитава Земята от смъртоносна UV радиация - радиация. По този начин фоторазрушаването на атмосферните водни пари се самоограничава. При амоняка това явление не се наблюдава.

Това разсъждение не се отнася за планети като Юпитер. Тъй като водородът присъства в изобилие в атмосферата на тази планета, като неин постоянен компонент, разумно е да се предположи наличието на амоняк там. Тези предположения се потвърждават от спектроскопските изследвания на Юпитер и Сатурн. Малко вероятно е тези планети да имат течен амоняк, но съществуването на амонячни облаци, състоящи се от замръзнали кристали, е напълно възможно.

Разглеждайки въпроса за водата в широк смисъл, ние нямаме право априори да твърдим или отричаме, че водата като биологичен разтворител може да бъде заменена с други съединения. Когато се обсъжда този проблем, често има тенденция да се опрости, тъй като по правило се вземат предвид само физичните свойства на алтернативните разтворители. В същото време фактът, отбелязан от Хендерсън, а именно, че водата служи не само като разтворител, но и като активен участник в биохимичните реакции, се подценява или напълно игнорира. Елементите, които изграждат водата, са „вградени“ във веществата на живите организми чрез хидролиза или фотосинтеза в зелените растения (вижте реакция 4). Химическата структура на живо вещество, базирано на различен разтворител, както и цялата биологична среда, трябва задължително да бъде различна. С други думи, смяната на разтворителя неизбежно води до изключително дълбоки последици. Никой сериозно не се опита да си ги представи. Подобен опит едва ли е разумен, тъй като не е нищо повече, нито по-малко от проект за нов свят, а това е изключително съмнително упражнение. Засега дори не сме в състояние да отговорим на въпроса за възможността за живот без вода и едва ли ще знаем нещо за това, докато не открием пример за безводен живот.

Може ли да избухне

Черно море?

През 1891 г. професор А. Лебединцев издига първата водна проба от дълбините на Черно море. Тестът показа, че водата под 183 метра е наситена със сероводород. Последвалите проучвания потвърдиха, че Черно море е най-големият басейн на сероводород в света. Преди 3500 - 4000 години не е имало Гибралтарски пролив и Средиземно море е било разделено на два басейна: Външно море на запад от Сицилия и Вътрешно море на изток от него. Нивата на тези морета са били значително по-ниски от днешните. По това време Черно море (Евксински Понт) е сладководно и основната храна на тези морета преминава през Босфора (Босфора) поради по-големия поток на реките от Черноморския басейн. Преди 3500 години е имало значителни движения на кората на Европа в западна посока, образувал се е Гибралтарският проток, а солената вода на океана е повишила нивата на тези морета до наши дни.

Най-богатата сладководна флора и фауна на Черно море загина и потъна на дъното. Разлагането на протеинови вещества на дъното насища дънните води със сероводород и метан. След това събитие нивото на сероводорода се повиши и в наше време се поддържа на дълбочина 200 - 100 метра. През август 1982 г. в източната част на морето е открит сероводород на дълбочина 60 метра, а диаметърът на "купола" на издигането му достига 120 км. През есента нивото на сероводорода падна до 150 метра. Това показва значително отделяне на сероводород от дълбините в резултат на земетресение на участък от морското дъно.

Има различни хипотези относно причините за задържането на сероводород на дълбочина. Според някои учени сероводородът в разтворено състояние задържа само значително налягане на горните слоеве вода (10-20 атмосфери). Ако премахнете тази "тапа", тогава водата ще "кипи" и от нея бързо ще се отдели сероводород под формата на газ (подобно на бутилка газирана вода).

Преди 10 години в резултат на земетресение в района на малко африканско езеро от него се отделя сероводород. Газът се е разпространил в дву-триметров слой по бреговете, което е довело до смъртта на всичко живо от задушаване. Спомням си и разказа на очевидци на Кримското земетресение през 1927 година. Тогава избухна гръмотевична буря и пред изненаданите погледи на жителите на Ялта се появиха пламъци в морето - морето се запали! По този начин наличието на сероводород в Черно море е много сериозна опасност за населението на страните от неговия басейн.

Тази опасност е особено голяма за крайбрежните райони с ниски височини, като Колхида. В Колхида земетресения с висока интензивност са настъпили през 1614 г. (разрушаването на комплекса Цаиш), през 1785, 1905, 1958 и през 1959 г. За щастие всички те не засегнаха морското дъно. Много по-опасна е ситуацията в Крим (Крим има тенденция да се свлича към морето) и по крайбрежието на Турция, където има подвижни разломи в земната кора. Има само един начин да се намали опасността от "експлозия" на Черно море чрез интензивното стопанско използване на сероводорода като гориво. Изпомпването на дълбока вода през утаителни резервоари ще осигури неограничени количества газ, който може да се използва в топлоелектрически централи с неговото взривобезопасно дозиране. При такова централизирано изгаряне на сероводород е възможно да се реши проблемът с използването на съдържащи сяра отпадъци от горене, без да се навреди на околната среда. Международната конференция "Еко - Черно море-90" нарисува заплашителна картина на антропогенния натиск върху екосистемата на морето - само Дунав и Днепър годишно носят в морето 30 тона живак и други отрови. Рибните запаси в морето са намалели десетократно. Обвързан Средиземно мореСиният план се изпълнява под егидата на ООН. Към него са свързани 110 университета и други организации в Европа. Само Черно море няма единен спасителен план. И то спешно необходимо.

Причини за образуване на сероводород във вода.

Сероводородът и серните съединения, сулфидите и други редуцирани форми на сярата не са типични и постоянни компоненти на морските води.

Въпреки това, при определени условия сероводородът и сулфидите могат да се натрупат в дълбоките слоеве на морето в значителни количества. Понякога дори на малка дълбочина могат да се образуват зони с достатъчно високо съдържание на сероводород. Но временното натрупване на сероводород в морето също е нежелателно, тъй като появата му причинява смъртта на морската фауна. В същото време наличието на сероводород в морската вода е характерен показател за определени хидроложки условия, както и интензивна консумация на разтворен кислород и наличие на голямо количество лесно окисляеми вещества от различен произход.

Основният източник на сероводород в морето е биохимичната редукция на разтворените сулфати (процес на десулфатация). Десулфатизацията в морето се причинява от жизнената дейност на специален вид анаеробни десулфатиращи бактерии, които редуцират сулфатите до сулфиди, като последните се разграждат от разтворената въглена киселина до сероводород. Схематично този процес може да бъде представен по следния начин:

CaS + NaCO 3 → CaCO 3 + H 2 S.

В действителност този процес е по-сложен и в зоната на сероводород има не само свободен сероводород, но и други форми на сулфатредукционни продукти (сулфиди, хидросулфити, хипосулфити и др.).

В хидрохимичната практика съдържанието на редуцирани форми на серни съединения обикновено се изразява в еквивалент на сероводород. Само в специални специално проектирани изследвания се определят отделно различни редуцирани форми на сяра. Тези определения не се разглеждат тук.

Вторият източник на сероводород в морето е анаеробното разлагане на богати на сяра протеинови органични останки от мъртви организми. Сяросъдържащите протеини, разградени в присъствието на достатъчно количество разтворен кислород, се окисляват и съдържащата се в тях сяра преминава в сулфатен йон. При анаеробни условия разграждането на съдържащите сяра протеинови вещества води до образуването на минерални форми на сярата, т.е. сероводород и сулфиди.

Случаи на временно възникване на анаеробни условия и свързаното с тях натрупване на сероводород се наблюдават в Балтийско и Азовско море, както и в някои заливи и заливи на други морета. Класически пример за морски басейн, замърсен със сероводород, е Черно море, където само горният относително тънък повърхностен слой е свободен от сероводород.

Сероводородът и сулфидите, възникващи при анаеробни условия, лесно се окисляват, когато навлиза разтворен кислород, например, когато горните, добре аерирани слоеве вода се смесват от вятъра с дълбоки води, замърсени със сероводород. Тъй като дори временното натрупване на сероводород и серни съединения в морето е от съществено значение като индикатор за замърсяване на водите и възможността за унищожаване на морската фауна, наблюденията върху появата му са абсолютно необходими при изучаване на хидрохимичния режим на морето.

Общо има 2 основни метода за определяне на количеството и концентрацията на сероводород в Черно море: обемен аналитичен метод и колориметричен метод, но тези методи не са метрологично сертифицирани.

Бум на сероводород.

Както бе споменато по-рано, особеност на Черно море е наличието в него на "слой от сероводород". Открит е преди сто години от руски боцман, подушил въже, спуснато в дълбините, от което се носеше лека миризма на развалени яйца. Нивото на "сероводородния слой" варира, понякога границата му се издига до дълбочина само 50 м. През 1927 г. по време на голямо земетресениеимаше дори "морски пожари", а стълбове от пламъци бяха наблюдавани в морето край Севастопол и Евпатория.

Перестройката в СССР съвпадна със следващото покачване на сероводородния слой и гласността даде на вестниците сочна информация за „морските пожари“ от 1927 г. (преди, когато нямаше навика да се плашат хората, тази информация не беше широко публикувана). Възникнаха удобни условия за голям бум и той беше "развит". Ето примери за истерични прогнози за 1989-1990 г. само в национални вестници:

„Литературная газета“: „Какво ще стане, ако, не дай си Боже, стане ново земетресение близо до брега на Черно море? Пак морски пожари? Или една светкавица, един грандиозен факел? Сероводородът е горим и отровен, стотици хиляди тонове сярна киселина ще се появи в небето."

„Работна трибуна“: „Достатъчно е едно малко земетресение, за да излезе сероводородът на повърхността на Черно море и да се запали – и крайбрежието му ще се превърне в пустиня.“

„Строго секретно“: „Достатъчно е съвпадение във времето и пространството на рязко понижаване на атмосферното налягане и вертикално течение. След като заври, водата ще насити въздуха с отровни изпарения на горим газ. Където ще се носи смъртоносният облак - само Бог знае, може да причини жертви на брега, може би за секунди да превърне пътнически кораб в „летящ холандец“.

И накрая, самият М. С. Горбачов предупреди света за идващия от СССР апокалипсис. Той заяви от трибуната на международния Глобален форум за опазване на околната среда и развитие за оцеляване (как се казва форумът!): „Горната граница на сероводородния слой в Черно море се е издигнала от дълбочина 200 м до 75 м от повърхността през последните десетилетия.Малко повече и през прага на Босфора ще отиде до Мраморно, Егейско и Средиземно море. Това изявление е публикувано в "Правда". Учените - както океанолози, така и химици - се опитаха да обяснят на политиците, че всичко това са невежи глупости (както те наивно си мислеха). Добре известни данни са публикувани в научни списания:

1. „Морските пожари“ от 1927 г. нямат нищо общо със сероводорода. Те са наблюдавани на места, разположени на 60-200 км от границата на зоната на сероводорода. Причината за тях е изхвърлянето на природен газ метан от тектонския разлом Кривой Рог-Евпатория на повърхността по време на земетресение. Това е газоносен район, там се извършват сондажи за добив на газ, редовно се наблюдават изтичания на природен газ в тази акватория под формата на "факли". Всичко това е добре известно и отказът на всички мейнстрийм вестници да публикуват тази бележка на учените ясно показва, че това е умишлена дезинформация.

2. Максималната концентрация на сероводород във водите на Черно море е 13 mg/l, което е 1000 пъти по-малко от необходимото, за да се отдели от водата под формата на газ. Хиляда пъти! Следователно не може да се говори за никакво запалване, опустошаване на брега и изгаряне на лайнерите. В продължение на стотици години хората са използвали сероводородните извори на Мацеста за медицински цели (може би дори самият М. С. Горбачов им се е радвал). Никога не се е чувало за експлозии или пожари, дори миризмата на сероводород е доста поносима там. Но съдържанието на сероводород във водите на Мацеста е стотици пъти по-високо, отколкото във водата на Черно море. Имаше случаи, когато в мините хората се срещаха със струи сероводород с висока концентрация. Това доведе до отравяне на хора, но експлозии никога не се случваха и не можеха да се случат - праговата експлозивна концентрация на сероводород във въздуха е много висока.

3. Смъртоносните концентрации на сероводород във въздуха са 670-900 mg на кубичен метър. Но вече при концентрация от 2 mg на кубичен метър миризмата на сероводород е непоносима. Но дори и целият "сероводороден слой" на Черно море внезапно да бъде изхвърлен на повърхността от някаква неизвестна сила, съдържанието на сероводород във въздуха ще бъде в пъти по-ниско от нивото на непоносимата миризма. Това означава, че е хиляди пъти по-ниско от опасното за здравето ниво. Така че не може да се говори за отравяне.

4. Математическото моделиране на всички възможни режими на колебания в нивото на световния океан и атмосферното налягане над Черно море, извършено от океанолозите във връзка с изявлението на М. С. Горбачов, показа, че потокът от сероводород в морето ​Мармара и отвъд, с отравянето на западната цивилизация, скъпа на сърцето му, абсолютно невъзможно - дори ако най-мощният известен тропически циклон премине над Ялта.

Всичко това беше напълно известно, сероводородната аномалия на Черно море се изучава от сто години от много учени по света. Когато съветската преса започна този бум, редица уважавани учени, включително академици (!), се обърнаха към вестниците - никой от тях не се ангажира да даде успокояваща информация. Най-популярното издание, което успя да пробие - списанието на Академията на науките на СССР "Природа", списание за учени. Но той не можеше да се сравни с тиражите на „Правда“, „Литературная газета“, „Огоньок“ от онова време или с влиянието на телевизията.

Група океанолози (Т. А. Айзатулин, Д. Я. Фашчук и А. В. Леонов) проницателно завършва една от последните статии, посветени на проблема в Вестник на Всесъюзното химическо общество (№ 4, 1990 г.): „Работа в сътрудничество с изключителни чуждестранни изследователи, осем поколения местни учени са натрупали огромни знания за сероводородната зона на Черно море. И всички тези знания, натрупани в продължение на един век, се оказаха непотърсени, ненужни. В най-критичния момент те бяха заменени от митотворчество.

Тази подмяна не е просто поредното доказателство за криза в социалната сфера, към която принадлежи науката. Поради редица характеристики това според нас е ясен показател социална катастрофа. Особеностите се състоят във факта, че на всички нива достоверните количествени знания за един много специфичен, недвусмислено измерен обект, по отношение на който няма разногласия по същество в световната научна общност, са заменени с опасен по своите последствия мит. . Тези знания лесно се контролират с помощта на такива общодостъпни измервателни инструменти като въже и боцмански лък. Информация за него е лесно да се получи в рамките на десет минути - час по обикновени информационни канали или телефонно обаждане до всеки океанологичен институт на Академията на науките на СССР, Хидрометеорологичната служба или Министерството на рибарството. И ако по отношение на такова добре дефинирано знание се оказа възможно да се заменят митове, то трябва да го очакваме в такива области на противоречиви и нееднозначни знания като икономиката и политиката.

Много кризи, в които тъне нашето общество, са блато с изкуствен произход. В него можеш да се удавиш само легнал. Да се ​​даде топографията на блатото на кризата в нашия край, да се покаже наличието на хоризонта, вдигащ човек от корема му на крака, е целта на този преглед.

Както знаете, не беше възможно да се вдигне съветският човек „от корема му до крака“ в изкуствено създадено блато - манипулаторите на съзнанието, които се интересуваха и стояха на краката си, не дадоха. Сега проучваме този случай вече като патолози - правим аутопсия. Но и продължението е много интересно - с все още живо съзнание.

След като истинската цел на сероводородната психоза (като част от голяма програма) беше постигната, сероводородът изведнъж беше забравен от всички, както и фабриките за протеиново-витаминни добавки към храната за птици. Но на 7 юли 1997 г., също толкова внезапно, след много години пълно мълчание, по телевизията отново беше излъчена програма за заплахата от сероводород. Този път делириумът беше изстрелян в съзнанието, оставяйки далеч назад прогнозите от 1989 г. Беше обещана експлозия на целия сероводород на Черно море с такава сила, че като детонатор да предизвика атомна експлозия на уран, находищата от които са в кавказ! Така сероводородът беше свързан с ядрените оръжия - символ на съвременната опасност.

Та може ли Черно море да се взриви или не?

Азово-Черноморският басейн в началото на 20-ти век е уникално геофизично образувание: плиткото сладководно Азовско море и соленото дълбоководно Черно море. Повечето от обитателите на този басейн през пролетта отидоха да хвърлят хайвера си в Азовско море и зимуваха в Черно море, което в "сечението" прилича на чаша: тясна крайбрежна ивица рязко се прекъсва на дълбочина три километри.

Основните доставчици на прясна вода за Азово-Черноморския басейн са три реки: Днепър, Дунав, Дон. Тази вода, смесвайки се със солена вода по време на бури, образувала двеста метра обитаем слой. Под тази граница биологични организми не живеят в Черно море. Факт е, че Черно море комуникира с океаните през тесния пролив Босфора. Топлата, наситена с кислород вода на Черно море през този пролив до горен слойсе влива в Средиземно море. В долния слой на Босфора, толкова по-студено и солена водавлиза в Черно море. Такава структура на водообмен в продължение на милиони години е довела до натрупване на сероводород в долните слоеве на Черно море. H 2 S се образува във вода в резултат на аноксично разлагане на биологични организми и има характерна миризма на развалени яйца. Всеки акварист знае много добре, че в голям аквариум в долния слой с течение на времето, в резултат на гниенето на хранителните остатъци, растенията постепенно натрупват сероводород. Първият индикатор за това е, че рибите започват да плуват в приповърхностния слой. По-нататъшното натрупване на H 2 S може да доведе до смъртта на обитателите на аквариума. За да отстранят сероводорода от водата, акваристите използват изкуствена аерация: въздухът се впръсква от микрокомпресор в долния слой на водата. В същото време с течение на времето пръскачката и почвата в близост се покриват с жълто покритие - сиво. Химиците познават два вида реакции на окисляване на сероводород:

1. H 2 S + O 2 → H 2 O + S

2. H 2 S + 4O 2 → H 2 SO 4

В резултат на първата реакция се образуват свободна сяра и вода. Докато се натрупва, сярата може да изплува на повърхността на малки парченца.

Вторият тип реакция на окисление на H 2 S протича експлозивно по време на първоначалния термичен шок. В резултат на това се образува сярна киселина. Лекарите понякога трябва да се справят със случаи на изгаряния на червата при деца - последствията от на пръв поглед безобидна шега. Факт е, че чревните газове съдържат сероводород. Когато децата "на шега" ги запалят, пламъкът може да проникне в червата. В резултат на това не само термични, но и киселинни изгаряния.

Това е вторият ход на реакцията на окисление на H 2 S, наблюдаван от жителите на Ялта по време на земетресението през 1927 г. Сеизмичните трусове раздвижиха дълбоководния сероводород на повърхността. Електрическата проводимост на водния разтвор на H 2 S е по-висока от тази на чистата морска вода. Следователно, електрически мълниеносни разрядинай-често попадаха в зони със сероводород, издигнат от дълбочината. Въпреки това значителен слой чиста повърхностна вода потуши верижната реакция.

В началото на 20 век, както вече беше споменато, горният обитаем слой на водата в Черно море е 200 метра. Необмислената техногенна дейност доведе до рязко намаляване на този слой. В момента дебелината му не надвишава 10-15 метра. По време на силна буря сероводородът се издига на повърхността и почиващите усещат характерна миризма.

В началото на века река Дон е доставяла до 36 km3 прясна вода в Азово-Черноморския басейн. До началото на 80-те години този обем е намалял до 19 км 3: металургичната промишленост, напоителни съоръжения, напояване на полета, градски водопроводи ... Пускането в експлоатация на АЕЦ Волго-Дон ще отнеме още 4 км 3 от вода. Подобна ситуация се наблюдава през годините на индустриализация и в други реки от басейна.

В резултат на изтъняването на повърхностния обитаем воден слой се наблюдава рязко намаляване на биологичните организми в Черно море. Така например през 50-те години броят на делфините достига 8 милиона индивида. В наши дни срещата с делфини в Черно море е рядкост. Любителите на подводния спорт с тъга наблюдават само останките от мизерна растителност и редки стада риби. Но това не е най-лошото!

Ако земетресението в Крим се случи днес, тогава всичко ще завърши с глобална катастрофа: милиарди тонове сероводород са покрити от най-тънкия воден филм. Какъв е сценарият на вероятен катаклизъм?

В резултат на първичния термичен шок ще настъпи обемна експлозия на H 2 S. Това може да доведе до мощни тектонични процеси и движения на литосферните плочи, които от своя страна ще предизвикат разрушителни земетресения по цялото земно кълбо. Но това не е всичко! В резултат на експлозията в атмосферата ще бъдат изхвърлени милиарди тонове концентрирана сярна киселина. Няма да е модерен слаб киселинен дъжд след нашите заводи и фабрики. Киселинните дъждове след експлозията на Черно море ще изгорят всичко живо и неживо на планетата! Или почти всичко...

През 1976 г. беше предложен за разглеждане прост и евтин проект. Основното му значение беше следното: планинските реки на Кавказ носят прясна вода от топящите се ледници в морето. Течейки през плитки скалисти канали, водата се обогатява с кислород. Като се има предвид, че плътността на прясната вода е по-малка от тази на солената вода, течението на планинска река, вливаща се в морето, се разпространява по повърхността му. Ако тази вода се постави през тръба на дъното на морето, тогава се осъществява ситуацията на аериране на водата в аквариума. Това ще изисква 4-5 км тръби, спуснати до дъното на морето и максимум няколко десетки километра тръби до малък язовир в речното корито. Факт е, че за да се балансира трикилометровата дълбочина на солената вода, прясната вода трябва да се доставя чрез гравитация от височина 80-100 метра. Това ще е на максимум 10-20 км от морето. Всичко зависи от релефа на крайбрежната зона.

Няколко такива системи за аериране биха могли първоначално да спрат процеса на изчезване на морето и с течение на времето да доведат до пълно неутрализиране на H 2 S в неговите дълбини. Ясно е, че този процес не само ще позволи да се съживи флората и фауната на Азово-Черноморския басейн, но и ще премахне възможността глобална катастрофа.

Въпреки това, както показва практиката, държавните агенции са напълно незаинтересовани от всичко това. Защо да инвестираме, макар и малки, пари в съмнително събитие за спасяване на Земята от глобална катастрофа? Въпреки това, аерационните инсталации могат да дадат "живи пари" - сяра, отделена в резултат на окисляването на сероводород.

Но никой не може да каже точно кога ще гръмне Черно море. За да се предвиди предварително възможността за възникването му, е необходимо да се организират служби за наблюдение на процесите на тектонични движения на блоковете на земната кора на тази територия. По-добре е да сте подготвени за такива ситуации. В крайна сметка хората живеят дори в подножието на Везувий. Тези, които живеят в територии, където могат да се случат такива катастрофални събития, трябва да организират начина си на живот по съответния начин.

Но не е толкова страшно, колкото изглежда на пръв поглед. Предишният взрив на Черно море е станал преди няколко милиона години. В своята еволюция тектоничната активност на Земята все повече се успокоява. Напълно възможно е след няколко милиона години да се случи нов взрив на Черно море. И това време вече е безгранично дори за простото човешко въображение.

Един от начините за използване на сероводород.

Икономисти и енергетици стигат до извода, че няма какво да замени ядрената енергия в близко бъдеще. Въпреки че след Чернобил всички осъзнават неговата опасност, особено за страните с нестабилна ситуация и ширещ се тероризъм. За съжаление днес Русия е една от тези страни. Междувременно има реална алтернатива на ядрената енергия. В архива на Юткин Л.А. Има проект, който вече може да привлече вниманието на енергетиците.

След разпадането на СССР Русия остана с малък участък от Черноморското крайбрежие. Юткин Л.А. нарече Черно море уникална природна килера с неизчерпаеми енергийни запаси: енергията "Елдорадо" с възобновяеми източници на суровини. През 1979 г. авторът на електрохидравличния ефект Л. А. Юткин изпраща своя фантастичен и в същото време доста реален проект в Държавния комитет за изобретения и Държавния комитет за наука и технологии на СССР.

Проектът се основава на методи за разделяне и обогатяване на газове. Факт е, че водите на Черно море под дълбочина 100 метра съдържат ... сероводород, разтворен в тях. Особено важно е, че за разлика от другите изкопаеми горива запасите от сероводород в Черно море са възобновяеми. Както показват проучванията и както беше споменато по-рано, попълването на сероводород се дължи на два източника: активността на микроорганизми, които могат да редуцират сулфатната сяра до сулфид при анаеробни условия, и доставката на сероводород, синтезиран в дълбините на Кавказките планини. от пукнатини в земната кора. Концентрацията на сероводород се регулира от окисляването му в повърхностните слоеве на водата. Кислородът на въздуха, разтваряйки се във вода, взаимодейства със сероводород, превръщайки го в сярна киселина. Киселината реагира с минерални соли, разтворени във вода, образувайки сулфати. Тези процеси протичат едновременно, благодарение на което се установява динамичен баланс в Черно море. Изчисленията показват, че през годината в резултат на окисление в Черно море не повече от една четвърт от целия сероводород се превръща в сулфати.

По този начин от Черно море, без да се навреди на неговата екология, както и да се намалят шансовете за „експлозия“ на Черно море, е възможно да се освобождават годишно около 250 милиона тона сероводород с енергиен интензитет от около 10 12 kWh (изгаряне, един килограм сероводород дава около 4000 kcal.) . Това съответства на годишното производство на електроенергия в бившия СССР и е два пъти повече от това в Русия. Следователно Черно море, като генератор на сероводород, може напълно да задоволи вътрешните нужди от енергия. Как тази фантастична идея може да се приложи на практика?

За да направи това, Юткин предложи да се издигнат долните слоеве на морската вода от зони с необичайно високо съдържание на сероводород до технологична височина, където те се подлагат на електрохидравлични удари, които осигуряват отделянето на сероводород, и след това се връщат обратно в море (електрохидравличен ефект). Полученият газ трябва да се втечни и изгори, а полученият серен диоксид трябва да се окисли до сярна киселина. При изгаряне на 1 kg сероводород можете да получите до два килограма серен диоксид и 4 × 10 3 kcal рециклирана топлина. Когато серен диоксид се окислява до сярна киселина, също се освобождава енергия. Всеки тон сероводород, изгаряйки, дава 2,9 тона сярна киселина. Допълнителната енергия, произтичаща от неговия синтез, ще бъде до 5 × 10 5 kcal за всеки тон произведена киселина.

Изчисленията показват, че за да се задоволят всички нужди на страните от ОНД от електроенергия, без да се нарушава екологията на морето, е необходимо да се отделят и изгарят 7400 кубически метра годишно. км морска вода. Изгарянето на 2×5×10 8 тона сероводород ще произведе 7×3×10 8 тона сярна киселина, чийто синтез ще произведе допълнителни 3×6×10 14 kcal топлина или 4×1×10 11 kWh от допълнителна енергия. Тази енергия ще осигури цялата работа на технологичния цикъл - изпомпване на вода, електрохидравлична обработка, нейната обработка, компресиране и втечняване на получения газ.

Единственият "отпадък" от работата на такива електроцентрали ще бъде сярната киселина - ценна суровина за много други индустрии.

В самото начало на предлагането на този проект беше забранено да бъде реализиран.

Разрушаване на озоновия слой

През 1985 г. атмосферни учени от British Antarctic Survey съобщават за напълно неочакван факт: пролетното съдържание на озон в атмосферата над станция Хале Бей в Антарктика е намаляло с 40% между 1977 и 1984 г. Скоро това заключение беше потвърдено от други изследователи, които също показаха, че областта на нисък озон се простира отвъд Антарктида и обхваща слой от 12 до 24 км височина, т.е. голяма част от долната стратосфера. Най-подробното изследване на озоновия слой над Антарктида беше международният Airborne Antarctic Ozone Experiment. По време на него учени от 4 държави няколко пъти се изкачиха в зоната с нисък озон и събраха подробна информация за размера му и протичащите в него химически процеси. Всъщност това означаваше, че в полярната атмосфера има озонова „дупка“. В началото на 80-те години на миналия век, според измерванията на спътника Nimbus-7, подобна дупка е открита в Арктика, но тя обхваща много по-малка площ и спадът на нивото на озон в нея не е толкова голям - около 9%. Средно на Земята от 1979 до 1990 г. съдържанието на озон е намаляло с 5%.

Това откритие разтревожи както учените, така и широката общественост, тъй като предполагаше, че озоновият слой около нашата планета е в по-голяма опасност, отколкото се смяташе досега. Изтъняването на този слой може да доведе до сериозни последствия за човечеството. Съдържанието на озон в атмосферата е по-малко от 0,0001%, но озонът е този, който напълно абсорбира силното ултравиолетово лъчение на слънцето от дълга дължина на вълната.<280 нм и значительно ослабляет полосу УФ-Б с 280< < нм, наносящие 315 серьезные поражения клеткам живых организмов. Падение концентрации озона на 1% приводит в среднем к увеличению интенсивности жесткого ультрафиолета у поверхности земли на 2%. Эта оценка подтверждается измерениями, проведенными в Антарктиде (правда, из-за низкого положения солнца, интенсивность ультрафиолета в Антарктиде все еще ниже, чем в средних широтах. По своему воздействию на живые организмы жесткий ультрафиолет близок к ионизирующим излучениям, однако, из-за большей, чем у -излучения длины волны он не способен проникать глубоко в ткани, и поэтому поражает только поверхностные органы. Жесткий ультрафиолет обладает достаточной энергией для разрушения ДНК и других органических молекул, что может вызвать рак кожи, в осбенности быстротекущую злокачественную меланому, катаракту и иммунную недостаточность. Естественно, жесткий ультрафиолет способен вызывать и обычные ожоги кожи и роговицы. Уже сейчас во всем мире заметно увеличение числа заболевания раком кожи, однако значительно количество других факторов (например, возросшая поулярность загара, приводящая к тому, что люди больше времени проводят на солнце, таким образом получая большую дозу УФ облучения) не позволяет однозначно утверждать, что в этом повинно уменьшение содержания озона. Жесткий ультрафиолет плохо поглощается водой и поэтому представляет большую опасность для морских экосистем. Эксперименты показали, что планктон, обитающий в приповерхностном слое при увеличении интенсивности жесткого УФ может серьезно пострадать и даже погибнуть полностью. Планктон накодится в основании пищевых цепочек практически всех морских экосистем, поэтому без приувеличения можно сказать, что практически вся жизнь в приповерхностных слоях морей и океанов может исчезнуть. Растения менее чуствительны к жесткому УФ, но при увеличении дозы могут пострадать и они.

Образуването на озон се описва с уравнението на реакцията:

Атомарният кислород, необходим за тази реакция над нивото от 20 km, се образува при разделянето на кислорода под действието на ултравиолетово лъчение с<240 нм.

Под това ниво такива фотони почти не проникват и кислородните атоми се образуват главно по време на фотодисоциацията на азотен диоксид от меки ултравиолетови фотони с<400 нм:

Разрушаването на молекулите на озон става, когато те ударят аерозолни частици или повърхността на земята, но основният поглъщащ озон се определя от цикли на каталитични реакции в газовата фаза:

O 3 + Y → YO + O 2

YO + O → Y + O2

където Y=NO, OH, Cl, Br

За първи път идеята за опасността от изтъняване на озоновия слой беше изразена още в края на 60-те години на миналия век, когато се смяташе, че основната опасност за атмосферната зона представляват емисиите на водни пари и азотни оксиди (NO) от двигатели на свръхзвукови транспортни самолети и ракети. Свръхзвуковата авиация обаче се развива с много по-бавни темпове от очакваното. В момента само Concorde се използва за търговски цели, извършвайки няколко полета седмично между Америка и Европа, от военни самолети в стратосферата, почти само свръхзвукови стратегически бомбардировачи като B1-B или Tu-160 и разузнавателни самолети като SR-71 лети . Такова натоварване едва ли ще представлява сериозна заплаха за озоновия слой. Емисиите на азотни оксиди от земната повърхност от изгарянето на изкопаеми горива и масовото производство и използване на азотни торове също представляват известен риск за озоновия слой, но азотните оксиди са нестабилни и лесно се разрушават в ниските слоеве на атмосферата. Изстрелванията на ракети също не са много чести, но твърдите горива с хлорат, използвани в съвременните космически системи, като космическата совалка или твърди ракетни ускорители Ariane, могат да причинят сериозни локални щети на озоновия слой в зоната на изстрелване.

През 1974 г. М. Молина и Ф. Роуланд от Калифорнийския университет в Ървайн показаха, че хлорофлуоровъглеводородите (CFC) могат да причинят изчерпване на озоновия слой. Оттогава така нареченият хлорфлуорвъглероден проблем се превърна в един от основните проблеми в изследванията на атмосферното замърсяване. CFC се използват повече от 60 години като хладилни агенти в хладилници и климатици, пропеланти за аерозолни смеси, пенообразуватели в пожарогасители, почистващи препарати за електронни устройства, при химическо чистене на дрехи и в производството на пенопласт. Някога те са били смятани за идеални химикали за практически приложения, тъй като са много стабилни и неактивни и следователно нетоксични. Парадоксално, именно инертността на тези съединения ги прави опасни за атмосферния озон. CFC не се разграждат бързо в тропосферата (долния слой на атмосферата, който се простира от земната повърхност до височина от 10 km), както например правят повечето азотни оксиди, и в крайна сметка навлизат в стратосферата, горната граница на който се намира на надморска височина около 50 км. Когато CFC молекулите се издигнат до надморска височина от около 25 км, където концентрацията на озон е най-висока, те са изложени на интензивно ултравиолетово лъчение, което не прониква до по-ниски височини поради екраниращия ефект на озона. Ултравиолетовите лъчи унищожават нормално стабилните CFC молекули, които се разлагат на силно реактивни компоненти, по-специално на атомен хлор. По този начин фреоните пренасят хлор от земната повърхност през тропосферата и ниската атмосфера, където по-малко инертните хлорни съединения се разрушават, в стратосферата, до слоя с най-висока концентрация на озон. Много е важно хлорът да действа като катализатор по време на разрушаването на озона: количеството му не намалява по време на химическия процес. В резултат на това един хлорен атом може да унищожи до 100 000 молекули озон, преди да бъде деактивиран или върнат в тропосферата. Понастоящем емисиите на CFC в атмосферата се оценяват на милиони тонове, но трябва да се отбележи, че дори в хипотетичния случай на пълно спиране на производството и употребата на CFC няма да се постигне незабавен резултат: ефектът на CFC, който вече са навлезли в атмосферата, ще продължи няколко десетилетия. Смята се, че двата най-широко използвани CFC фреон-11 (CFCl 3) и фреон-12 (CF 2 Cl 2) имат атмосферен живот съответно 75 и 100 години.

Азотните оксиди са способни да разрушават озона, но могат да реагират и с хлор. Например:

2O 3 + Cl 2 → 2ClO + 2O 2

2ClO + NO → NO 2 + Cl 2

по време на тази реакция съдържанието на озон не се променя. По-важна е друга реакция:

ClO + NO 2 → ClONO 2

нитрозилхлоридът, образуван в хода му, е така нареченият хлорен резервоар. Съдържащият се в него хлор е неактивен и не може да реагира с озона. В крайна сметка такава резервоарна молекула може да абсорбира фотон или да реагира с друга молекула, за да освободи хлор, но може също така да напусне стратосферата. Изчисленията показват, че ако в стратосферата нямаше азотни оксиди, тогава разрушаването на озона щеше да стане много по-бързо. Друг важен резервоар на хлор е хлороводородът HCl, образуван от реакцията на атомарния хлор и метан CH 4 .

Под натиска на тези аргументи много страни започнаха да предприемат мерки, насочени към намаляване на производството и употребата на CFC. От 1978 г. САЩ забраниха използването на CFC в аерозоли. За съжаление употребата на CFC в други области не е ограничена. През септември 1987 г. 23 от водещите страни в света подписаха конвенция в Монреал, задължаваща ги да намалят потреблението на CFC. Съгласно постигнатото споразумение развитите страни трябва до 1999 г. да намалят потреблението на фреони до половината от нивото от 1986 г. Вече е открит добър заместител на фреоните, смес от пропан-бутан, която да се използва като пропелант в аерозоли. По физически параметри той практически не отстъпва на фреоните, но за разлика от тях е запалим. Въпреки това, такива аерозоли вече се произвеждат в много страни, включително Русия. По-сложна е ситуацията с хладилните агрегати - вторият по големина консуматор на фреони. Факт е, че поради полярността на CFC молекулите те имат висока топлина на изпарение, което е много важно за работния флуид в хладилниците и климатиците. Най-добрият заместител на CFC, познат днес, е амонякът, но той е токсичен и все пак отстъпва на CFC по отношение на физичните параметри. Добри резултати са получени за напълно флуорирани въглеводороди. В много страни се разработват нови заместители и вече са постигнати добри практически резултати, но този проблем все още не е напълно решен.

Използването на фреони продължава и далеч не стабилизира дори нивото на фреони в атмосферата. Така, според Глобалната мрежа за мониторинг на изменението на климата, при фонови условия - по бреговете на Тихия и Атлантическия океан и на острови, далеч от индустриални и гъсто населени райони - концентрацията на фреони -11 и -12 в момента нараства при процент от 5-9% годишно. Съдържанието на фотохимично активни хлорни съединения в стратосферата в момента е 2-3 пъти по-високо в сравнение с нивото от 50-те години, преди началото на бързото производство на фреони.

В същото време ранните прогнози предвиждат, например, че при запазване на сегашното ниво на емисиите на CFC до средата на 21 век. съдържанието на озон в стратосферата може да падне наполовина, може би бяха твърде песимистични. Първо, дупката над Антарктида до голяма степен е следствие от метеорологичните процеси. Образуването на озон е възможно само при наличие на ултравиолетова радиация и не се случва през полярната нощ. През зимата над Антарктика се образува стабилен вихър, който предотвратява притока на богат на озон въздух от средните ширини. Следователно до пролетта дори малко количество активен хлор може да причини сериозни щети на озоновия слой. Такъв вихър практически липсва над Арктика, така че спадът на концентрацията на озон е много по-малък в северното полукълбо. Много изследователи смятат, че процесът на изтъняване на озоновия слой се влияе от полярните стратосферни облаци. Тези височинни облаци, които се наблюдават много по-често над Антарктика, отколкото над Арктика, се образуват през зимата, когато при липса на слънчева светлина и в условията на метеорологична изолация на Антарктика температурата в стратосферата пада под -80 0 C. Може да се приеме, че азотните съединения кондензират, замръзват и остават свързани с облачните частици и следователно са лишени от възможността да реагират с хлора. Възможно е също облачните частици да катализират разпадането на резервоарите за озон и хлор. Всичко това предполага, че CFC могат да причинят забележимо намаляване на концентрацията на озон само в специфичните атмосферни условия на Антарктика, а за забележим ефект в средните ширини концентрацията на активен хлор трябва да бъде много по-висока. Второ, с разрушаването на озоновия слой твърдият ултравиолет ще започне да прониква по-дълбоко в атмосферата. Но това означава, че образуването на озон все още ще се случи, но само малко по-ниско, в зона с високо съдържание на кислород. Вярно е, че в този случай озоновият слой ще бъде по-подложен на действието на атмосферната циркулация.

Въпреки че първите мрачни оценки бяха ревизирани, това в никакъв случай не означава, че няма проблем. По-скоро стана ясно, че пряка сериозна опасност няма. Дори и най-оптимистичните прогнози предвиждат сериозни смущения в биосферата през втората половина на 21-ви век, като се има предвид сегашното ниво на емисии на CFC в атмосферата, така че все още е необходимо да се намали употребата на CFC.

Възможностите за въздействие на човека върху природата непрекъснато нарастват и вече са достигнали ниво, при което е възможно да се причинят непоправими щети на биосферата. Това не е първият случай, в който вещество, което отдавна е смятано за напълно безвредно, се оказва изключително опасно. Преди двадесет години едва ли някой можеше да си представи, че един обикновен аерозолен флакон може да представлява сериозна заплаха за планетата като цяло. За съжаление, далеч не винаги е възможно да се предвиди навреме как определено съединение ще се отрази на биосферата. Но в случая с CFCs имаше такава възможност: всички химични реакции, описващи процеса на разрушаване на CFC озон, са изключително прости и са известни отдавна. Но дори след формулирането на проблема с CFC през 1974 г., единствената страна, която предприе някакви действия за намаляване на производството на CFC, беше Съединените щати и тези мерки бяха напълно недостатъчни. Беше необходима достатъчно силна демонстрация на опасностите от CFC, за да бъдат предприети сериозни действия в световен мащаб. Трябва да се отбележи, че дори след откриването на озоновата дупка, ратификацията на Монреалската конвенция в един момент беше под заплаха. Може би проблемът с CFC ще ни научи да се отнасяме с голямо внимание и предпазливост към всички вещества, които навлизат в биосферата в резултат на човешката дейност.

Такса за откриване

Ето само няколко епизода от тази област. В ръцете на немския химик Робърт-Вилхелм Бунзен (1811-1899) експлодира запечатан стъклен съд с арсеново съединение. Ученият останал без дясното си око и бил тежко отровен. Ръцете на Бунзен бяха толкова груби и с белези от работа с химикали, че в обществото той предпочиташе да ги крие под масата. Но в лабораторията той демонстрира тяхната „неуязвимост“, като постави показалеца си в пламъка на газова „горелка на Бунзен“ и го задържа там няколко секунди, докато се разнесе миризмата на изгорял рог; в същото време той спокойно каза: "Вижте, господа, на това място температурата на пламъка е над хиляда градуса."

Френският химик Чарлз-Адолф Вурц (1817-1884), президент на Парижката академия на науките, преживява силна експлозия, когато смес от фосфорен трихлорид PC1 3 и натриев Na се нагрява в отворена епруветка. Отломките са наранили лицето и ръцете му, попаднали са в очите. Не беше възможно да ги премахнете веднага от очите. Постепенно обаче започнаха да излизат сами. Само няколко години по-късно хирурзите върнаха нормалното зрение на Вурц.

Френският физик и химик Пиер-Луи Дюлонг (1785-1838), член на Парижката академия на науките, плаща скъпо за откриването на експлозивния трихлорен нитрид C1 3 N: той губи око и три пръста. Дейви, изучавайки свойствата на това вещество, също почти загуби зрението си.

Руският академик Леман почина в резултат на отравяне с арсен, който попадна в белите му дробове и хранопровода по време на експлозията на реторта в лабораторията.

Германският химик Либих почти умря, когато по невнимание изпусна пестика, който използваше за смилане на кристали в хаван, в метален буркан, където се съхраняваше силно експлозивен живачен фулминат - „експлозивен живак“ Hg (CNO) 2. Експлозията откъсна покрива на къщата, а самият Либих беше само хвърлен в стената и се отърва с натъртвания.

Руският академик Ловиц през 1790 г. е бил отровен от хлор. По този повод той пише: „В допълнение към мъчителната болка в гърдите, която продължи почти осем дни, се случи също така, че когато поради моя небрежност ... газът излезе във въздуха, внезапно загубих съзнание и паднах на земята .”

Gay-Lussac и Tenar в един от опитите си да получат калий чрез нагряване на смес от калиев хидроксид KOH и железен прах Fe съгласно реакцията:

6KOH + 2Fe \u003d 6K + Fe 2 O 3 + 3H 2 O

почти загина поради експлозия на лабораторно съоръжение. Гей-Люсак прекара почти месец и половина на легло, възстановявайки се от раните си. Друга история се случи с Тенар. През 1825 г., по време на лекция по химия на живака, той по погрешка отпива глътка вместо захарна вода от чаша, съдържаща разтвор на сублимат (живачен хлорид HgCl 2) - силна отрова. Той спокойно върна чашата на мястото й и хладно обяви: „Господа, отрових се. Суровите яйца могат да ми помогнат, моля, донесете ми ги. Уплашените студенти се втурнаха към съседните магазини и къщи, скоро пред професора се издигна купчина яйца. Тенар взе вътре сурово яйце, смесено с вода. Това го спаси. Суровото яйце е отличен антидот при отравяне с живачни соли.

Руският академик Никита Петрович Соколов (1748-1795) умира от отравяне с фосфор и арсен, докато изучава свойствата на техните съединения.

Ранната смърт на Шееле на четиридесет и четири годишна възраст очевидно е била причинена от отравяне с HCN и арсин AsH3, които той е получил за първи път, за чиято силна токсичност Шееле не е подозирал.

Руският химик Вера Евстафиевна Богдановская (1867-1896) умира на двадесет и девет години, докато се опитва да проведе реакция между бял фосфор P 4 и циановодородна киселина HCN. Ампулата с тези две вещества избухнала и наранила ръката й. Започва отравяне на кръвта и четири часа след експлозията Богдановская умира.

Американският химик Джеймс Уодхаус (1770-1809) умира на тридесет и девет години от системно отравяне с CO, без да знае за токсичността на този газ. Той се занимава с изследвания върху редуцирането на железни руди с дървени въглища:

Fe 2 O 3 + 3C \u003d 2Fe + 3CO

По време на изследването се отделя въглероден оксид CO - "въглероден оксид".

Английският химик Уилям Круикшанк (1745-1810) губи ума си през последните години от живота си поради постепенно отравяне с хлор C1 2, въглероден оксид CO и въглероден оксид CC1 2 O (фосген), синтезът и изследването на свойствата на с които се е занимавал.

Немският химик Адолф фон Байер (1835-1917), носител на Нобелова награда, синтезира метилдихлороарсин CH 3 AsCl 2 в младостта си. Без да знае, че това вещество е силна отрова, той реши да го подуши. Байер веднага започна да се задушава и скоро загуби съзнание. Той беше спасен от Кекуле, като извади Байер на чист въздух. Байер беше стажант в Кекуле.

Редки метали - бъдещето на новите технологии

Цифри и факти

Много редки метали, които дълго време почти не намираха приложение, сега се използват широко в света. Те съживиха цели нови области на съвременната индустрия, наука и технологии - като слънчева енергия, свръхвисокоскоростен транспорт на магнитна възглавница, инфрачервена оптика, оптоелектроника, лазери, компютри от най-нови поколения.

Използвайки нисколегирани стомани, съдържащи само 0,03-0,07% ниобий и 0,01-0,1% ванадий, е възможно да се намали теглото на конструкциите с 30-40% при изграждането на мостове, многоетажни сгради, газопроводи и нефтопроводи, геоложки проучвателно сондажно оборудване и др. В същото време експлоатационният живот на конструкциите се увеличава 2-3 пъти.

Магнитите, използващи свръхпроводящи материали на базата на ниобий, направиха възможно изграждането на кораби на въздушна възглавница в Япония, които достигат скорости до 577 км/ч.

Един обикновен американски автомобил използва 100 кг стомана HSLA с ниобий, ванадий, редкоземни елементи, 25 части от медно-берилиеви сплави, цирконий, итрий. В същото време теглото на автомобил в САЩ (от 1980 до 1990 г.) е намаляло 1,4 пъти. От 1986 г. автомобилите са оборудвани с неодимови магнити (37 g неодим на автомобил)

Интензивно се разработват електрически превозни средства с литиеви батерии, автомобили с водородно гориво с лантанов нитрид и др.

Американската фирма Westinghouse разработи високотемпературни горивни клетки на базата на циркониеви и итриеви оксиди, които повишават ефективността на топлоелектрическите централи от 35 до 60%.

Чрез въвеждането на енергийно ефективни осветителни устройства и електронно оборудване, направено с помощта на редки елементи, Съединените щати възнамеряват да спестят до 50% от електроенергията от 420 милиарда kWh, изразходвани за осветление. В Япония и САЩ са създадени лампи с фосфор, съдържащи итрий, европий, тербий и церий. 27 W лампи успешно заменят 60-75 W лампи с нажежаема жичка. Консумацията на електроенергия за осветление се намалява 2-3 пъти.

Използването на слънчевата енергия е невъзможно без галий. НАСА планира да оборудва космически сателити със слънчеви клетки от галиев арсенид.

Темпът на растеж на потреблението на редки метали в електрониката е изключително висок. През 1984 г. глобалната стойност на продажбите на интегрални схеми, използващи галиев арсенид, беше 30 милиона долара, през 1990 г. вече беше оценена на 1 милиард долара.

Използването на редкоземни елементи (редкоземни елементи) и редкия метал рений в петролния крекинг позволи на Съединените щати да намалят драстично използването на скъпа платина, като същевременно повиши ефективността на процеса и увеличи добива на високооктанов бензин с 15 процента .

В Китай редкоземните елементи се използват успешно в селското стопанство за наторяване на ориз, пшеница, царевица, захарна тръстика, захарно цвекло, тютюн, чай, памук, фъстъци, плодове и цветя. Реколтата от хранителни култури се е увеличила с 5-10%, промишлени - с повече от 10%. Качеството на пшеницата се е подобрило поради по-високото съдържание на протеини и лизин, съдържанието на захар в плодовете, захарната тръстика и цвеклото се е повишило, цветът на цветята се е подобрил, качеството на чая и тютюна се е повишило.

В Казахстан, по препоръка на руски учени, беше приложен нов метод, разработен от Ф. В. Сайкин, за използване на редкоземни елементи в селското стопанство. Опитите са проведени на големи площи и са получили страхотен ефект - увеличение на добива на памук, пшеница и други култури с 65%. Такава висока ефективност беше постигната, първо, поради факта, че не се използват смеси от всички редкоземни елементи едновременно, както се практикува в Китай, а само един неодим (тъй като някои от лантанидите не допринасят за увеличаване на добива, но , напротив, намалете го). Второ, те не извършват, както се прави в Китай, трудоемко пръскане на селскостопанските растения по време на периода на цъфтеж. Вместо това зърното се накисва само преди сеитба във воден разтвор, съдържащ неодим. Тази операция е много по-лесна и по-евтина.

Доскоро итрият се използваше изключително рядко в технологиите и извличането му беше подходящо - изчисляваше се в килограми. Но се оказа, че итрият е в състояние драстично да увеличи електрическата проводимост на алуминиев кабел и здравината на новите керамични структурни материали. Това обещава много голям икономически ефект. Интересът към итрия и итриевите лантаниди - самарий, европий, требий е нараснал значително.

Скандият (цената му по едно време беше с порядък по-висока от цената на златото), поради уникалната комбинация от редица негови свойства, сега се радва на супер повишен интерес в авиацията, ракетата и лазерната техника.

Водороден индекс ... на човек

Известно е, че кръвта на здрав човек има рН 7,3-7,4. По-точно, кръвната плазма има рН около 7,36 - тоест концентрацията на оксониеви катиони H 3 O + тук е 4,4. 10 -8 mol/l. А съдържанието на хидроксидни йони ОН - в кръвната плазма - 2,3. 10 -7 mol/l, около 5,3 пъти повече. Така реакцията на кръвта е много слабо алкална.

Промените в концентрацията на оксониеви катиони в кръвта обикновено са незначителни, първо, поради постоянната физиологична корекция на киселинно-алкалния баланс по време на живота на организма, и второ, поради наличието на специални "буферни системи" в кръв.

Буферните системи в химията са смеси от слаби киселини със соли на същите киселини (или слаби основи със соли на същите основи). Примери за буферни системи са разтвори на смес от оцетна киселина CH3COOH и натриев ацетат CH3COONa или амонячен хидрат NH3. H2O и амониев хлорид NH4Cl. Благодарение на сложното химично равновесие буферната система на кръвта поддържа приблизително постоянно рН дори при въвеждане на "излишна" киселина или основа.

За кръвната плазма най-важната буферна система е карбонат (състои се от натриев бикарбонат NaHCO 3 и въглена киселина H 2 CO 3), както и ортофосфат (хидроортофосфат и натриев дихидроортофосфат Na 2 HPO 4 и NaH 2 PO 4) и протеин ( хемоглобин).

Карбонатната буферна система върши добра работа за регулиране на киселинността на кръвта. Ако в кръвта попадне повишено количество млечна киселина, която се образува в мускулите от глюкоза при тежка физическа работа, то тя се неутрализира. Получава се въглеродна киселина, която се отстранява под формата на газообразен въглероден диоксид, напускайки дишането през белите дробове.
При пренапрежение или заболяване в кръвта навлиза твърде много органични киселини, регулаторните механизми се провалят и кръвта придобива прекомерна киселинност. Ако pH на кръвта се доближи до 7,2, това е сигнал за сериозни нарушения на жизнените функции на организма, а при pH 7,1 и по-ниско необратимите промени са фатални.

А човешкият стомашен сок съдържа киселина и има pH от 0,9 до 1,6. Поради голямото количество солна киселина, стомашният сок има бактерициден ефект.

Чревният сок има почти неутрална реакция (pH от 6,0 до 7,6). Напротив, човешката слюнка винаги е алкална (pH 7,4 - 8,0).

А киселинността на "човешките сокове" се регулира от урината, където концентрацията на оксониеви катиони H 3 O + е много променлива: pH на тази течност може да намалее до 5,0 и дори до 4,7 или да се увеличи до 8,0 - в зависимост от състоянието на човешкия метаболизъм.

Киселинната среда потиска жизнената активност на вредните микроорганизми и следователно служи като вид защита срещу инфекция. Но алкалната среда е сигнал за наличие на възпалителни процеси, което означава заболяване.

Водородните технологии на бъдещето в автомобилната индустрия

Все по-често се чува тезата "водородът е горивото на бъдещето". Повечето големи производители на автомобили експериментират с горивни клетки. Такива експериментални автомобили трептят в големи количества на изложения. Но има две компании, които предприемат различен подход към преобразуването на автомобили на водород.

Експертите свързват "водородното бъдеще" на автомобилния транспорт преди всичко с горивните клетки. Всеки признава тяхната привлекателност.

Без движещи се части, без експлозии. Водородът и кислородът тихо и мирно се комбинират в "кутия с мембрана" (така може да се опрости една горивна клетка) и дават водна пара плюс електричество.

Ford, General Motors, Toyota, Nissan и много други компании са спортни концептуални автомобили с горивни клетки и са на път да наводнят всички с водородни модификации на някои от техните конвенционални модели.

Зареждането с водород вече се появи на няколко места в Германия, Япония, САЩ. Калифорния изгражда първите инсталации за електролиза на вода, използващи електричество, генерирано от слънчеви панели. Подобни експерименти се провеждат по света.

Смята се, че само водородът, произведен по екологичен начин (вятър, слънце, вода), наистина ще ни осигури чиста планета. Освен това, според експерти, "серийният" водород няма да бъде по-скъп от бензина. Особено привлекателно тук е разлагането на водата при висока температура в присъствието на катализатор.

За съмнителната екологична чистота на производството на слънчеви панели; или проблемът с изхвърлянето на батерии в превозни средства с горивни клетки (всъщност хибриди, тъй като това са електрически превозни средства с водородна електроцентрала на борда) - инженерите предпочитат да говорят на второ или трето място.

Междувременно има друг начин за въвеждане на водород в превозните средства - изгарянето му в двигател с вътрешно горене. Този подход се практикува от BMW и Mazda. Японските и немските инженери виждат своите предимства в това.

Само водородната горивна система дава увеличение на теглото на автомобила, докато при автомобил с горивни клетки увеличението (горивни клетки, горивна система, електродвигатели, преобразуватели на ток, мощни батерии) значително надвишава "спестяванията" от премахването на двигателя с вътрешно горене и неговата механична трансмисия.

Загубата на полезно пространство също е по-малка при автомобил с водороден двигател с вътрешно горене (въпреки че резервоарът за водород изяжда част от багажника и в двата случая). Тази загуба обикновено може да бъде намалена до нула, ако се направи кола (с двигател с вътрешно горене), която консумира само водород. Но тук се проявява основният коз на японските и немските „схизматици”.

Подобен подход, както е замислен от автомобилните производители, ще улесни постепенното преминаване на превозните средства само към водородна енергия. В края на краищата клиентът ще може да закупи такава кола с чиста съвест още когато в района, в който живее, се появи поне една водородна бензиностанция. И той няма да се притеснява, че ще остане далеч от нея с празен резервоар за водород.

Междувременно серийното производство и масовите продажби на превозни средства с горивни клетки ще бъдат силно ограничени от малък брой такива бензиностанции за дълго време. Да, и цената на горивните клетки все още е висока. В допълнение, преобразуването към водород на конвенционалните двигатели с вътрешно горене (с подходящи настройки) не само ги прави по-чисти, но също така увеличава топлинната ефективност и подобрява гъвкавостта при работа.

Факт е, че водородът има много по-широк диапазон от пропорции на смесването му с въздуха в сравнение с бензина, при който все още е възможно да се запали сместа. А водородът изгаря по-пълно, дори близо до стените на цилиндрите, където обикновено при бензиновите двигатели остава неизгоряла работна смес.

И така, решено е - "захранваме" водород към двигателя с вътрешно горене. Физичните свойства на водорода се различават значително от тези на бензина. Германците и японците трябваше да си блъскат мозъка над енергийните системи. Но резултатът си заслужаваше.

Водородните автомобили, показани от BMW и Mazda, комбинират висока динамика, позната на обикновените собственици на автомобили, с нулеви емисии. И най-важното е, че те са много по-добре адаптирани към масовото производство от "ултра-иновативните" машини с горивни клетки.

BMW и Mazda направиха голям ход, като предложиха постепенно преминаване на превозните средства към водород. Ако изградим машини, които могат да се задвижват както с водород, така и с бензин, казват японски и немски инженери, тогава водородната революция ще се окаже „кадифена“. А това означава по-истински.

Производителите на автомобили на две добре известни фирми преодоляха всички трудности, свързани с такава хибридизация. Както при автомобилите с горивни клетки, които се очаква да се появят скоро, производителите на превозни средства, задвижвани с водород, първо трябваше да решат как да съхраняват водород в колата.

Най-обещаващият вариант са металните хидриди - контейнери със специални сплави, които абсорбират водород в кристалната си решетка и го освобождават при нагряване. Така се постига най-висока безопасност при съхранение и най-висока плътност на опаковката на горивото. Но това е както най-проблемният, така и най-дългият вариант по отношение на масовото внедряване.

По-близо до серийното производство са горивните системи с резервоари, в които водородът се съхранява в газообразна форма под високо налягане (300-350 атмосфери) или в течна форма, при относително ниско налягане, но ниска (253 градуса по Целзий под нулата) температура. Съответно, в първия случай се нуждаем от цилиндър, предназначен за високо налягане, а във втория - мощна топлоизолация.

Първият вариант е по-опасен, но водородът може да се съхранява в такъв резервоар за дълго време. Във втория случай безопасността е много по-висока, но не можете да поставите водородна кола на паркинга за седмица или две. По-точно, слагате го, но водородът, поне бавно, ще загрее. Налягането ще се повиши и предпазният клапан ще започне да изпуска скъпо гориво в атмосферата.

Mazda избра вариант с резервоар за високо налягане, докато BMW избра течен водород.

Германците разбират всички недостатъци на своята схема, но сега BMW вече експериментира с необичайна система за съхранение, която ще постави на следващите си автомобили с водород.

Докато колата работи, течният въздух се произвежда от околната атмосфера и се изпомпва в пролуката между стените на резервоара за водород и външната топлоизолация. В такъв резервоар водородът почти не се нагрява, докато течният въздух във външната "кожух" се изпарява. С такова устройство, казва BMW, водородът в неработеща кола може да се съхранява почти без загуби за около 12 дни.

Следващият важен въпрос е методът за подаване на гориво към двигателя. Но тук първо трябва да отидете всъщност до колите.

Вече няколко години BMW оперира с флотилия от експериментални седмици, задвижвани с водород. Да, баварците преработиха флагманския модел на водород. Имайте предвид, че BMW построи първата кола, задвижвана с водород през 1979 г., но едва през последните няколко години компанията буквално избухна с нови автомобили с водород. Като част от програмата CleanEnergy през 1999-2001 г. BMW построи няколко "седмици" с двойно гориво (бензин / водород).

Техните 4,4-литрови V-8 двигатели развиват 184 конски сили на водород. На това гориво (капацитетът в най-новата версия на автомобила е 170 литра) лимузините могат да изминат 300 километра и още 650 километра на бензин (стандартен резервоар е оставен в колата).

Компанията също така създаде 12-цилиндров двугоривен двигател и оборудва експериментално MINI Cooper с 4-цилиндров 1,6-литров водороден двигател.

Първоначално компанията разработи инжектиране на водород във всмукателните тръби (преди клапаните). След това тя експериментира с директно впръскване на водороден газ (под високо налягане) директно в цилиндъра.

И по-късно обяви, че очевидно впръскването на течен водород в зоната пред всмукателните клапани е най-обещаващият вариант. Но окончателният избор не е направен и изследванията в тази област ще продължат. Mazda има своя собствена гордост: тя е адаптирала своите известни ротационни двигатели Wankel за водород.

За първи път японска компания построи такава кола през 1991 г., но това беше чист концептуален автомобил от броня до броня.

Но през януари 2004 г. избухна бомба. Японците показаха водородна (или по-скоро двугоривна) версия на известния си спортен автомобил RX-8. Неговият роторен двигател, със собственото си, между другото, име RENESIS, спечели титлата "двигател на годината 2003", за първи път в историята, побеждавайки класически бутални съперници на това международно състезание.

И сега RENESIS е научен да "яде" водород, като същевременно поддържа мощността на бензина. В същото време японците подчертават предимството на двигателя Wankel с такова преобразуване.

Пред входните прозорци в корпуса на ротационния двигател има много свободно пространство, където, за разлика от тясната цилиндрова глава на бутален двигател, е лесно да се поставят дюзи. Има по две за всяка от двете секции RENESIS.

При Wankel двигателя всмукателният, компресионният, силовият ход и изпускателната кухина са разделени (докато при конвенционалния двигател те са един и същ цилиндър).

Следователно тук не може да се случи случайно преждевременно запалване на водород от "връщащ огън" и инжекционните дюзи винаги работят в благоприятна (по отношение на издръжливостта) студена зона на двигателя. На водород японският Wankel развива 110 конски сили - почти наполовина повече, отколкото на бензин.

Всъщност, въз основа на теглото, водородът е енергийно "по-смислено" гориво от бензина. Но това са настройките на горивната система, избрани от инженерите на Mazda.

Така BMW и Mazda нанесоха двоен удар на лагера на горивните клетки. Въпреки че цената на последното непрекъснато намалява и технологиите се подобряват, възможно е серийните двигатели с вътрешно горене, задвижвани с водород, да отворят нова ера по пътищата на планетата.

Ето и прогнозата за баварците.

През следващите три години ще бъдат изградени водородни бензиностанции (поне по една) във всички западноевропейски столици, както и по най-големите трансевропейски магистрали.

До 2010 г. в магазините ще се появят първите автомобили с двойно гориво. През 2015 г. по пътищата ще има няколко хиляди. През 2025 г. една четвърт от световния автомобилен парк ще се задвижва с водород. Какъв дял сред водородните автомобили ще бъдат колите с двигатели с вътрешно горене и автомобилите с горивни клетки - деликатните германци не уточниха.

Библейски чудеса

Както е описано в Библията (Дан.V, 26, 28), по време на празника на вавилонския цар Валтасар, на стената на двореца се появи ръка, която пишеше неразбираеми думи на присъстващите: „Мене, мене, текел, упарсин“. Еврейският пророк Даниил, след като дешифрира тези думи, предсказа смъртта на Валтасар, което скоро се случи.

Ако разтворите бял фосфор в въглероден дисулфид CS 2 и нарисувате ръка върху мраморна стена с получения концентриран разтвор и думи зад нея, можете да наблюдавате сцена, подобна на тази, преразказана в Библията. Разтворът на фосфор в въглероден дисулфид е безцветен, така че моделът не се вижда в началото. Докато CS 2 се изпарява, белият фосфор се освобождава под формата на малки частици, които започват да светят и накрая мигат - спонтанно се запалват:

P 4 + 5O 2 \u003d P 4 O 10;

при изгаряне на фосфор рисунката и надписът изчезват; продуктът от горенето - тетрафосфорен декаоксид P 4 O 10 - преминава в състояние на пара и дава фосфорна киселина с влага на въздуха:

P 4 O 10 + 6H 2 O \u003d 4H 3 RO 4,

който се наблюдава под формата на малък облак от сива мъгла, постепенно се разсейва във въздуха.

Можете да добавите малко количество бял фосфор към втвърдяващата се стопилка от восък или парафин. Ако направите надпис на стената с парче от замразената смес, тогава на здрач и през нощта можете да го видите да свети. Восъкът и парафинът предпазват фосфора от бързо окисляване и увеличават продължителността на светенето му.

Буш на Мойсей

Веднъж, както разказва Библията (Изх. III, 1), пророк Мойсей пасял овце и видял, че „трънен храст гори с огън, но не изгаря“.

Сред пясъците на Синай расте храст диптам, който по тези места се нарича "храстът на Мойсей". През 1960 г. полски учени отглеждат това растение в резервата и в един от горещите летни дни то наистина „светва“ със синкаво-червен пламък, като същевременно остава невредимо. Проучванията показват, че храстът диптам отделя летливи етерични масла. При тихо спокойно време концентрацията на тези летливи масла във въздуха около храста се увеличава драстично; когато са изложени на пряка слънчева светлина, те се запалват и изгарят бързо, освобождавайки енергия предимно под формата на светлина. А самият храст остава непокътнат и непокътнат.

Известни са много запалими вещества от този вид. И така, въглеродният дисулфид CS 2 (при нормални условия е безцветна, много летлива течност) под формата на пара лесно се запалва от всеки нагрят предмет и гори със светлосин пламък с толкова ниска температура, че хартията не се овъглява в него .

горчива пролет

Израилтяните, водени от Моисей, прекосили безводната пустиня Шур. Изтощени от жажда, те едва стигнали до местността Мер, но установили, че водата тук е горчива и не може да се пие. „И роптаеха против Мойсей...“ (Библията, Изх.XIV, 5-21). Но Бог заповяда на пророка да хвърли дърво, което расте наблизо, във водата. И – чудо! - Водата вече става за пиене!

В околностите на Мер все още съществува горчив

Футболният клуб "Амкар" от Перм получи името си от редукцията на два химикала - амоняк и урея, тъй като те бяха основните продукти на ОАО "Минерални торове", което създаде клуба.

Как Менделеев открива периодичния закон?

Има широко разпространена легенда, че идеята за периодичната таблица на химичните елементи е дошла на Менделеев в сън. Веднъж го попитали дали това е така, на което ученият отговорил: „Мислех за това от може би двадесет години, а вие си мислите: Седнах и изведнъж... е готово.“

Защо шведският химик Шееле е трябвало да стане граф, но не е станал?

По време на посещение в Париж на шведския крал Густав III, делегация от френски учени дойде при него и изрази уважението си във връзка с работата в Швеция на изключителния химик Карл Вилхелм Шееле, който откри много органични и неорганични вещества. Тъй като кралят никога не беше чувал за Шеел, той избяга с общи фрази и веднага след това издаде заповед да издигне химика в рицарство. Премиерът обаче също не познаваше учения и в резултат титлата граф отиде при друг Шееле, артилерийски лейтенант, а химикът остана непознат за краля и придворните.

Какви същества са отговорни за цвета на Кървавите водопади в Антарктика?

В Антарктида Кървавият водопад от време на време излиза от ледника Тейлър. Водата в него съдържа двувалентно желязо, което при свързване с атмосферния въздух се окислява и образува ръжда. Това придава на водопада кървавочервения му цвят. Въпреки това, двувалентното желязо във водата не се появява просто така - то се произвежда от бактерии, живеещи в резервоар, изолиран от външния свят дълбоко под леда. Тези бактерии са успели да организират жизнен цикъл при пълна липса на слънчева светлина и кислород. Те преработват остатъците от органична материя и "вдишват" желязо от околните скали.

Какъв химичен елемент е получен като страничен ефект от опита да се изолира златото от урината?

През 1669 г. немският алхимик Бранд Хениг, в търсене на философския камък, решава да се опита да синтезира злато от човешка урина. В процеса на изпаряване, дестилация и калциниране той получава бял прах, който свети на тъмно. Хениг го бърка с „първичната материя“ на златото и го нарича „носител на светлина“ (произнася се „фосфор“ на гръцки). Когато по-нататъшните манипулации с тази материя не доведоха до получаването на благородния метал, той започна да продава новото вещество дори по-скъпо от самото злато.

Кои индустрии използват веществото, отговорно за миризмата на изпражненията?

Органичното съединение скатол е отговорно за характерната миризма на изпражненията. Но в малки дози скатолът има приятен флорален аромат. Използва се за производство на парфюми и цигари, в хранително-вкусовата промишленост.

Какво помага за откриването на парчета Лего, ако бъдат погълнати от деца?

Съставът на пластмасата за части от дизайнера "Лего" включва бариев сулфат. Тази сол не се разтваря във вода, което я прави нетоксична за тялото и се вижда ясно на рентгенови лъчи. Така, ако дете погълне част, лесно ще я открие на тези картинки.

Защо платината първоначално беше по-евтина от среброто, а сега много по-скъпа?

Платина буквално означава "сребро" на испански. Такова пренебрежително име, дадено на този метал от конкистадорите, се обяснява с изключителната огнеупорност на платината, която не подлежи на претопяване, не намира приложение дълго време и се оценява наполовина по-малко от среброто. Сега платината е около 100 пъти по-скъпа от среброто на световните борси.

Какви птици помогнаха на миньорите?

Канарските острови са много чувствителни към съдържанието на метан във въздуха. Тази функция беше използвана по едно време от миньори, които, слизайки под земята, взеха със себе си клетка с канарче. Ако пеенето не се чуваше дълго време, тогава трябваше да се качите горе възможно най-бързо.

Как да използваме птици за откриване на изтичане на газ?

В някои щати американците добавят към газопроводите химикал с миризма на гнило месо. Това улеснява намирането на теча там, където решетките започват да кръжат.

Вероятно вече сте виждали периодичната таблица на елементите преди. Може би тя все още се появява в сънищата ви или може би той е потънал в забвение за вас, като е нищо повече от декорация на стената на класната стая, предназначена да направи офиса по-солиден. В тази система от привидно произволно разположени клетки обаче има нещо повече, отколкото изглежда на пръв поглед.

Периодичната таблица (или PT, тъй като тази статия ще се позовава на нея от време на време) и елементите, които описва, имат функции, които може би никога не сте предполагали. От неправдоподобен произход до нови добавки, ето десет факта, които вероятно не знаете за периодичната таблица на елементите.

10. Помогнаха на Менделеев

Периодичната таблица се използва от 1869 г., когато е създадена от брадатия Димитри Менделеев. Повечето хора смятат, че Менделеев е единственият, който е изобретил таблицата и е станал гениалният химик на века. Усилията му обаче бяха подкрепени от няколко европейски учени, които направиха важен принос за завършването на тази колосална елементна диаграма.

Менделеев с право е смятан за бащата на периодичната таблица, но той не е документирал всеки елемент, който познаваме.

9. Нови попълнения

Снимка: IUPAC

Вярвате или не, периодичната таблица не се е променила много от 50-те години на миналия век. На 2 декември 2016 г. обаче бяха добавени четири нови елемента: нихониум (елемент 113), московий (елемент 115), тенезин (елемент 117) и оганесон (елемент 118). Тези нови допълнения бяха обявени през юни 2016 г., но отне пет месеца анализ, преди да могат да бъдат официално добавени към PT.

Всеки от тези елементи е кръстен на града или държавата, в който е открит, с изключение на оганесон, който е кръстен на руския ядрен физик Юрий Оганесян за усилията му да документира елемента.

8. Без "J"

В английската азбука има 26 прекрасни букви и всяка от тях е не по-малко важна от предходната и следващата. Менделеев обаче го виждаше по различен начин. Опитайте се да познаете коя злополучна буква никога не се среща в PT? Ето подсказка: кажете буквите и огънете пръстите си, докато огънете всичко (ако имате всичките десет). Досетих се? Точно така, това е буквата "J", която никога не се е появявала в PT.

Казват, че човек не е войн на полето? Тогава може би J е най-самотната буква. Ето обаче един забавен факт: буквата „J“ се използва най-често в имената на момчета от 2000 г. насам. И така, "J" получава достатъчно внимание, не се притеснявайте.

7. Изкуствени елементи

Снимка: Попокатомар

Както току-що разбрахте, сега има цели 118 елемента в периодичната таблица. Можете ли да познаете колко от тези 118 са създадени от човека? От 118 елемента 90 могат да бъдат намерени в красивото място, което наричаме природа.

Как може 28 елемента да са изкуствени? Наистина е. Ние синтезираме елементите от 1937 г. и продължаваме да го правим днес. Добрата новина е, че PT е невероятен и тези изкуствени елементи са лесни за забелязване, ако някога станете любопитни. Просто погледнете елементи от 93 до 118. Пълно разкриване: тази гама включва няколко елемента, които са много редки в природата и следователно почти винаги се създават в лаборатории, което важи и за елементи 43, 61, 85 и 87.

6. Т.137

В средата на 20-ти век известен учен на име Ричард Файнман направи сериозно изявление, което удари нервите на учените по целия свят, оставяйки ги завинаги да се чешат по главите. Той каза, че ако някога открием елемент 137, няма да имаме начин да определим количествено неговите протони и електрони. 137 елемент се различава по това, че е стойността на константата на фината материя, дефинирана като вероятността един електрон да погълне . Теоретично елемент 137 би имал 137 електрона и 100 процента шанс да абсорбира фотон. Неговите електрони ще се въртят със скоростта на светлината. Още по-безумно е, че електроните на елемент 139, ако такова вещество съществува, трябва да се въртят по-бързо от скоростта на светлината.

Стига физика? Помислете върху това и ще ви бъде интересно (е, толкова интересно, колкото да четете за електроните). Елемент 137 на теория може да обедини три важни части от физиката: скоростта на светлината, квантовата механика и електромагнетизма. От началото на 1900 г. физиците спекулират, че елемент 137 може да лежи в основата на Голямата обединена теория, която може да обедини и трите гореспоменати области. По всичко личи, че звучи толкова налудничаво, колкото Зона 51 с извънземни или Бермудския триъгълник.

5. Какво е необичайно в заглавието?

Почти всички имена на елементи имат повече значение и значение, отколкото си мислите. Избират се на случаен принцип. Например бихме нарекли елемента с първата дума, която ни хрумне. "Керфлумп". Да добре.

Освен това имената на елементите произхождат от една от петте основни категории. Едно от тях са имената на известни учени, класически пример е einsteinium. Елементите могат също да бъдат наименувани на места, където са били документирани, като германий, америций, галий и т.н. Вариант за имена могат да бъдат имена на небесни тела като планети. Уран е открит за първи път малко след откриването на планетата Уран. Елементите могат да получават имена от митологията: например има титан след гръцките титани и торий след скандинавския бог на гръмотевиците - или Звездния отмъстител, което предпочитате.

И накрая, има имена, които описват свойствата на елементите. Аргонът идва от гръцката дума argos, което означава "мързелив" или "бездействащ". Сега ще решите, че аргонът е най-мързеливият елемент. Хей, аргон, отивай на работа. Бромът е друго такова име от гръцката дума bromos, което означава "смрад", което много точно описва ужасната миризма на бром.

4. Едва ли е било вдъхновение

Ако сте добри в картите, то този факт е точно за вас. Менделеев трябваше по някакъв начин да сортира всички елементи и това изискваше систематичен подход. Естествено, за да раздели таблицата на категории, той се обърна към играта на пасианс. Менделеев записва на отделни карти атомното тегло на всеки елемент и пристъпва към луда игра на пасианс, така да се каже. Той подрежда елементите според специфични свойства, които формират типа "костюм". След това той успя да подреди тези категоризирани елементи в колони според тяхното атомно тегло.

Много от нас трудно преминават през нивата на нормална игра на пасианс, така че този човек от ниво 1000 е доста впечатляващ. Какво следва? Някой решава да се обърне към шаха, за да революционизира астрофизиката и също така да построи ракета, която може да лети до края на галактиката и обратно, като същевременно остава абсолютно стабилна? Напълно възможно е такъв луд професор като Менделеев да систематизира нещо огромно с помощта на игра на карти.

3. "Не" на инертните газове

Снимка: Wikimedia

Помните ли как класифицирахме аргона като най-мързеливия и скучен елемент в историята на Вселената? Менделеев усети нещо подобно. Когато аргонът е изолиран за първи път през 1894 г., той не се вписва в нито една от колоните на новата таблица, така че вместо да намери начин да направи добавка, ученият решава да отрече съществуването на този елемент.

Още по-изненадващо, аргонът не е единственият нещастен елемент, който е претърпял подобна съдба. Доказано е, че съществуват още пет елемента, както и некласифицираният аргон. Просто някаква дискриминация на елементи. Шегата настрана, радон, неон, криптон, хелий, ксенон - всички те бяха отречени да съществуват, само защото Менделеев не можа да им намери място в таблицата. След много години на преконфигуриране и прекласифициране, тези щастливи елементи (наречени инертни газове) успяха да влязат в елитен клуб, наречен Съществуващите елементи.

2. Романтични връзки

Този факт е за вас романтици. Ако вземете хартиено копие на периодичната таблица и изрежете средните колони, ще получите периодична таблица без елементи. Сгънете го веднъж в средата на IV група и тадам - ​​научихте кои елементи могат да образуват съединения помежду си.

Елементите, които се "целуват" в същото време образуват стабилни съединения. Те имат допълващи се електронни структури, които им позволяват да бъдат комбинирани. Ако това не е истинска любов, като Ромео и Жулиета или дори Шрек и Фиона, тогава какво е?

1. Въглероден шеф

Carbon иска да бъде най-важният. Мислите, че знаете всичко за въглерода, но не е така. Този лош човек е способен на повече, отколкото някога сте предполагали. Знаете ли, че повече съединения съдържат въглерод, отколкото не? Какво ще кажете за факта, че 20% от теглото на живите организми е въглерод? Още по-странно е, че всеки въглероден атом в тялото ви някога е бил част от въглеродния диоксид в атмосферата. Въглеродът е не само практически суперелемент, но и четвъртият най-разпространен елемент в цялата вселена.

Ако периодичната таблица беше купон, бихте искали да сте на нея до въглерода. Този елемент изглежда наистина знае как да се забавлява. Той е и основният елемент на диамантите, така че добавете малко блясък към списъка с невероятните му качества.