A legérdekesebb kémiai vegyületek. A hidrogén-szulfid felhasználásának egyik módja. Milyen esetekben szolgálhat ellenszerként az etil-alkohol?

A permi Amkar futballklub nevét két vegyi anyag - ammónia és karbamid - rövidítéséből kapta, mivel ezek voltak az OJSC fő termékei. Ásványi műtrágyák", aki létrehozta a klubot.

Ha egy folyadék viszkozitása csak a természetétől és hőmérsékletétől függ, mint például a víz, az ilyen folyadékot newtoninak nevezzük. Ha a viszkozitás a sebességgradienstől is függ, akkor nem-newtoninak nevezzük. Az ilyen folyadékok szilárd anyagként viselkednek, amikor hirtelen erőt fejtenek ki. Példa erre a ketchup palackban, amely nem fog kifolyni, ha meg nem rázod. Egy másik példa a felfüggesztés kukoricakeményítő vízben. Ha egy nagy edénybe öntjük, szó szerint járhatunk rajta, ha gyorsan mozgatjuk a lábunkat, és minden egyes ütésre elegendő erőt alkalmazunk.

Ernest Rutherford kutatásai elsősorban a fizika területére irányultak, és egykor kijelentette, hogy "minden tudomány két csoportra osztható - a fizikára és a bélyeggyűjtésre". Azonban megkapta a kémiai Nobel-díjat, ami meglepetésként érte őt és más tudósokat is. Ezt követően észrevette, hogy az összes megfigyelhető átalakulás közül „a legváratlanabb az volt, hogy fizikusból vegyész lett”.

Az 1990-es évek óta gyakran megjelentek a weboldalakon és a levelezőlistákon a dihidrogén-monoxid használatának betiltására vonatkozó felhívások. Felsorolják az anyag által okozott számos veszélyt: a savas esők fő összetevője, felgyorsítja a fémek korrózióját, rövidzárlatot okozhat stb. A veszély ellenére az anyagot aktívan használják ipari oldószerként, adalékanyagként. élelmiszer termékek, atomerőművekben, és a vállalkozások hatalmas mennyiségben dobják folyókba és tengerekbe. Ennek a viccnek – elvégre a dihidrogén-monoxid nem más, mint víz – meg kell tanítania az információ kritikus érzékelését. 2007-ben egy új-zélandi képviselő vásárolt be. Hasonló levelet kapott egy választópolgártól, és továbbította a kormánynak, a veszélyes vegyszer betiltását követelve.

Eper aldehid szempontjából szerves kémia nem aldehid, hanem etil-éter. Ezenkívül ezt az anyagot nem tartalmazza az eper, hanem csak az illatában hasonlít rájuk. Az anyag a 19. században kapta a nevét, amikor a kémiai elemzés még nem volt túl pontos.

A platina szó szerint „ezüst”-et jelent spanyolul. A konkvisztádorok által ennek a fémnek adott lekicsinylő elnevezés a platina kivételes tűzállóságával magyarázható, amelyet nem lehetett felolvasztani, sokáig nem talált hasznot, és feleannyira értékelték, mint az ezüstöt. Ma a világpiacon a platina körülbelül 100-szor drágább, mint az ezüst.

A nedves föld illata, amit eső után érzünk, a geoszmin szerves anyag, amelyet a föld felszínén élő cianobaktériumok és aktinobaktériumok termelnek.

Sok kémiai elemet országokról vagy más földrajzi jellemzőkről neveztek el. Egyszerre négy elemet - ittriumot, itterbiumot, terbiumot és erbiumot - a svéd Ytterby faluról neveztek el, amelynek közelében ritkaföldfémek nagy lelőhelyét fedezték fel.

Az arzéntartalmú kobalt ásványok égetésekor illékony, mérgező arzén-oxid szabadul fel. Az ezeket az ásványokat tartalmazó ércnek a Kobold hegyi szellem nevet adták a bányászok. Az ókori skandináv kohók ezüst olvasztása közbeni mérgezését ennek trükkjeinek tulajdonították. gonosz szellem. Magát a fémkobaltot is róla nevezték el.

A kanárik nagyon érzékenyek a levegő metántartalmára. Ezt a funkciót egykor a bányászok használták, akik a föld alá menve magukkal vittek egy ketrecet egy kanárival. Ha sokáig nem hallatszott ének, akkor a lehető leggyorsabban fel kellett menni az emeletre.

Az antibiotikumokat véletlenül fedezték fel. Alexander Fleming néhány napig őrizetlenül hagyott egy staphylococcus baktériumot tartalmazó kémcsövet. A penészgombák kolóniája nőtt benne, és elkezdte elpusztítani a baktériumokat, majd Fleming izolálta a hatóanyagot - a penicillint.

A pulykakeselyűknek nagyon éles szaglásuk van, különösen jól szagolják az etántiolt, egy olyan gázt, amely az állati tetemek rothadásakor szabadul fel. Mesterségesen előállított etántiolt adnak a földgázhoz, amely maga is szagtalan, így érezhetjük a fedetlen égőből szivárgó gáz szagát. Az Egyesült Államok ritkán lakott területein az ellenőrző mérnökök időnként pontosan a pulykakeselyűk körözése alapján észlelik a fővezetékeken a szivárgást, akiket ismerős szaguk vonz.

Az amerikai Charles Goodyear véletlenül fedezte fel a gumi készítésének receptjét, amely nem puhul meg a melegben, és nem válik rideggé a hidegben. Véletlenül felmelegítette a gumi és a kén keverékét konyhai tűzhely(egy másik változat szerint gumimintát hagyott a tűzhely közelében). Ezt a folyamatot vulkanizálásnak nevezik.

Érdekes tények a kémiáról és még sok másról...

Véletlen felfedezések

Nakhodka

1916-ban a németországi badeni anilin-szóda gyárban egy sűrített szén-monoxid-CO-t tartalmazó, elfelejtett acélhengert fedeztek fel. Amikor a tartályt kinyitották, az alján körülbelül 500 ml sárga olajos folyadék volt, jellegzetes szaggal és könnyen megégett a levegőben. A hengerben lévő folyadék vas-pentakarbonil volt, amely a reakció eredményeként fokozatosan, fokozott nyomáson képződik.

Fe + 5CO = .

A felfedezés egy ipari módszer kezdetét jelentette a fém-karbonilok - elképesztő tulajdonságokkal rendelkező összetett vegyületek - előállítására.

Argon

1894-ben Lord Rayleigh angol fizikus a légköri levegőt alkotó gázok sűrűségének meghatározásával foglalkozott. Amikor Rayleigh elkezdte mérni a levegőből és nitrogénvegyületekből nyert nitrogénminták sűrűségét, kiderült, hogy a levegőből izolált nitrogén nehezebb, mint az ammóniából nyert nitrogén.

Rayleigh megzavarodott, és az eltérés forrását kereste. Nemegyszer keserűen mondta, hogy „elaludt a nitrogénprobléma miatt”. Mindazonáltal neki és az angol kémikusnak, Ramsay-nek sikerült bebizonyítania, hogy a légköri nitrogén egy másik gáz - Argon argon - keverékét tartalmazza. Így fedezték fel először a nemes (inert) gázok csoportjából az első gázt, amelynek nem volt helye a periódusos rendszerben.

Klatrátok

Egyszer régen felrobbant egy földgázvezeték az Egyesült Államok egyik régiójában. Ez tavasszal történt, 15°C-os levegőhőmérséklet mellett. A vezetékszakadás helyén hóhoz hasonló fehér anyagot találtak benne, szállított gázszaggal. Kiderült, hogy a szakadást a vezeték dugulása okozta új csatlakozással földgázösszetétel C n H 2 n +2 (H 2 O) x, amelyet ma zárványvegyületnek vagy klatrátnak neveznek. A gázt nem szárították meg alaposan, és a víz intermolekuláris kölcsönhatásba lép a szénhidrogén molekulákkal, szilárd terméket képezve - klatrátot. Ez a történet vette kezdetét a klatrátok kémiájának fejlődése, amelyek vízmolekulák vagy más oldószerek kristályos vázai, amelyek üregeiben szénhidrogén-molekulák találhatók.

Foszfor

1669-ben Honnig Brand katona-alkimista a „bölcsek kövét” keresve elpárologtatta a katonák vizeletét. A száraz maradékhoz szenet adott, és elkezdte kalcinálni a keveréket. Meglepetéssel és félelemmel látta, hogy az edényében zöldes-kékes ragyogás jelenik meg. „Az én tüzem” – így nevezte Brand az általa felfedezett gőzök hideg izzását fehér foszfor. Brand élete végéig nem tudta, hogy új kémiai elemet fedezett fel, és akkor még nem voltak elképzelések a kémiai elemekről.

Fekete por

Az egyik legenda szerint a freiburgi születésű Konstantin Unklitzen, akit Berthold Schwarz szerzetesnek is neveznek, 1313-ban a „bölcsek kövét” keresve salétromot (kálium-nitrát KNO 3), ként és szenet kevert össze egy mozsárban. Már alkonyodott, és a gyertya meggyújtásához szikrát ütött a kovakőből. Véletlenül szikra esett a habarcsba. Erős villanás volt, amely sűrű fehér füstöt termelt. Így fedezték fel a fekete port. Berthold Schwartz nem korlátozta magát erre a megfigyelésre. A keveréket öntöttvas edénybe helyezte, a lyukat egy fadugóval betömte, a tetejére követ helyezett. Aztán elkezdte melegíteni az edényt. A keverék fellángolt, a keletkező gáz kiütötte a dugót, és kidobott egy követ, amely betört a szoba ajtaján. Tehát a puskapor mellett egy népi német alkimista véletlenül „feltalálta” az első „ágyút”.

Klór

Scheele svéd kémikus egykor különböző savak hatását tanulmányozta az ásványi piroluzitra (mangán-dioxid MnO 2). Egy nap elkezdte az ásványt sósav sósavval melegíteni, és a „regia vodkára” jellemző szagot érzett:

MnO 2 + 4HCl = Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O.

Scheele összegyűjtötte azt a sárgászöld gázt, amely ezt a szagot okozta, megvizsgálta a tulajdonságait, és „flogisztizált sósavnak” vagy „sósav-oxidnak” nevezte. Később kiderült, hogy Scheele egy új kémiai elemet, a klór Cl-t fedezett fel.

Szacharin

1872-ben egy fiatal orosz emigráns, Fahlberg Baltimore-ban (USA) dolgozott Air Remsen professzor (1846-1927) laboratóriumában. Történt ugyanis, hogy miután befejezte a luenszulfamid C 6 H 4 (SO 2) NH 2 (CH 3) egyes származékainak szintézisét, Fahlberg az ebédlőbe ment, és elfelejtett kezet mosni. Ebéd közben édes ízt érzett a szájában. Ez érdekelte... A laboratóriumba sietett, és elkezdte ellenőrizni az összes reagenst, amelyet a szintézishez használt. Fahlberg a lefolyóedényben lévő hulladék között felfedezett egy köztes szintézis terméket, amelyet előző nap dobott ki, ami nagyon édes volt. Az anyagot szacharinnak hívták, kémiai neve o-szulfobenzoesav-imid C 6 H 4 (SO 2) CO (NH). A szacharint szokatlanul édes íze jellemzi. Édessége 500-szor nagyobb, mint a közönséges cukoré. A szacharint cukorbetegek cukorhelyettesítőjeként használják.

A jód és a macska

Courtois barátai, akik felfedezték a jód új kémiai elemét, érdekes részleteket mesélnek el a felfedezésről. Courtoisnak volt egy kedvenc macskája, aki általában a gazdája vállán ült ebéd közben. Courtois gyakran ebédelt a laboratóriumban. Egyik nap ebéd közben a macska valamitől megijedve a földre ugrott, de a laboratóriumi asztal mellett álló palackokon kötött ki. Az egyik palackban Courtois algahamu szuszpenzióját készítette el a kísérlethez C 2 H 5 OH etanolban, a másikban pedig tömény kénsav H 2 SO 4 volt. Az üvegek eltörtek és a folyadékok összekeveredtek. Kék-lila gőzfelhők kezdtek emelkedni a padlóról, amelyek fémes fényű és szúrós szagú, apró fekete-ibolya kristályok formájában telepedtek a környező tárgyakra. Ez egy új kémiai elem, a jód volt. Mivel egyes algák hamuja nátrium-jodidot tartalmaz, a jód képződése a következő reakcióval magyarázható:

2NaI + 2H 2SO 4 = I 2 + SO 2 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O.

Ametiszt

E. Emlin orosz geokémikus egyszer egy kutyával sétált Jekatyerinburg környékén. A fűben, nem messze az úttól, észrevett egy nem feltűnő kinézetű követ. A kutya elkezdte ásni a földet a kő közelében, Emlin pedig egy bottal segíteni kezdett neki. Közös erőfeszítésükkel lökték ki a követ a földből. A kő alatt ametiszt drágakő kristályok egész sora volt. A legelső napon erre a helyre érkezett geológusokból álló kutatócsoport több száz kilogramm bíborszínű ásványt nyert ki.

Dinamit

Egy napon nitroglicerint, egy erős robbanóanyagot tartalmazó palackokat szállítottak porózus kőzettel, úgynevezett infuzorfölddel vagy kovafölddel teli dobozokban. Erre azért volt szükség, hogy elkerüljük a palackok szállítás közbeni károsodását, ami mindig a nitroglicerin felrobbanásához vezetett. Útközben az egyik palack eltört, de nem történt robbanás. A kovaföld szivacsszerűen felszívta az összes kiömlött folyadékot. A nitrogliceringyárak tulajdonosa, a Nobel nemcsak a robbanás hiányára hívta fel a figyelmet, hanem arra is, hogy a kovaföld a saját tömegéhez képest közel háromszor annyi nitroglicerint szív fel. Kísérletek elvégzése után Nobel megállapította, hogy a nitroglicerinnel impregnált kovaföld nem robban fel ütközéskor. A robbanás csak a detonátor robbanásából következik be. Így került elő az első dinamit. A Nobelhez minden országból érkeztek megrendelések a gyártására.

Háromszoros

1903-ban a francia kémikus, Edouard Benedictus (1879-1930) egyik munkája közben hanyagul a földre ejtett egy üres lombikot. Meglepetésére a lombik nem tört darabokra, bár a falakat sok repedés borította. A szilárdság oka a kollódiumoldat filmje volt, amelyet korábban a lombikban tároltak. A kollódion cellulóz-nitrátok oldata C 2 H 5 OH etanol és etil-éter (C 2 H 5) 2 O elegyében. Az oldószerek elpárologtatása után a cellulóz-nitrátok átlátszó film formájában maradnak vissza.

Az eset adta Benedictusnak a törhetetlen üveg ötletét. Két lap összeragasztása enyhe nyomással közönséges üveg kollódium távtartóval, majd három lapot celluloid távtartóval háromrétegű "triplex" biztonsági üveget kapott a vegyész. Emlékezzünk vissza, hogy a celluloid egy kollódiumból nyert átlátszó műanyag, amelyhez lágyítót, kámfort adnak.

Először karbonil

1889-ben Mond laboratóriuma észlelte a láng élénk színét hidrogén-H2-ből és szén-monoxid-CO-ból álló gázkeverék elégetésekor, amikor ezt a keveréket nikkelcsöveken vagy nikkelszelepen vezették át. A tanulmány kimutatta, hogy a láng elszíneződésének oka egy illékony szennyeződés jelenléte a gázelegyben. A szennyeződést fagyasztással izoláltuk és analizáltuk. Kiderült, hogy nikkel-tetrakarbonil. Így fedezték fel a vascsaládba tartozó fémek első karbonilcsoportját.

Elektrotípia

1836-ban Borisz Szemenovics Jacobi orosz fizikus és villamosmérnök (1801-1874) hagyományosan elektrolízist végzett a CuSO 4 réz-szulfát vizes oldatában, és vékony rézbevonatot látott az egyik rézelektródán:

[Сu(Н 2 О) 4 ] 2+ + 2е - = Cu↓ + 4H 2 O.

Ezt a jelenséget tárgyalva Jacobi arra az ötletre jutott, hogy bármiről lehet rézmásolatot készíteni. Így kezdődött a galvanoplasztika fejlődése. Ugyanebben az évben, a világon először Jacobi készített klisét papírbankjegyek nyomtatásához, réz elektrolitikus növesztésével. Az általa javasolt módszer hamarosan más országokban is elterjedt.

Váratlan robbanás

Egy napon egy vegyi raktárban két elfelejtett palack diizopropil-étert fedeztek fel - egy színtelen folyadékot (CH 3) 2 СНСОН (СН 3) 2, amelynek forráspontja 68 0 C. A vegyészek meglepetésére az alján. a palackok közül a kámforhoz hasonló kristályos massza volt. A kristályok teljesen ártalmatlannak tűntek. Az egyik vegyész a mosogatóba öntötte a folyadékot, és megpróbálta vízzel feloldani a kristályos csapadékot, de nem sikerült neki. Aztán a kimoshatatlan palackokat minden óvintézkedés nélkül a városi szeméttelepre vitték. És akkor valaki kővel dobta őket. Erőteljes robbanás következett, ereje megegyezik a nitroglicerin robbanásával. Ezt követően kiderült, hogy az éterben lassú oxidáció eredményeként polimer-peroxid vegyületek képződnek - erős oxidálószerek, gyúlékony és robbanásveszélyes anyagok.

Mesterséges vér

William-Mansfield Clark (1884-1964) kémikus az Alabamai Orvostudományi Egyetemről (USA), miután elhatározta, hogy megfojt egy elfogott patkányt, fejjel belemerítette a laboratóriumi asztalon álló első szilikonolajos főzőpohárba, amelyen megakadt a szeme. Meglepetésére a patkány nem fulladt meg, hanem csaknem 6 órán keresztül lélegzett folyadékot. Kiderült, hogy a szilikonolajat oxigénnel telítették valamilyen kísérlethez. Ez a megfigyelés a „légzési folyadék” és a mesterséges vér létrehozására irányuló munka kezdeteként szolgált. A szilikonolaj egy folyékony szerves szilícium polimer, amely akár 20% oxigént is képes feloldani és megtartani. Ismeretes, hogy a levegő 21% oxigént tartalmaz. Ezért a szilikonolaj egy ideig biztosította a patkány létfontosságú tevékenységét. Még nagyobb mennyiségű oxigént (több mint 1 liter/liter folyadék) abszorbeál a mesterséges vérként használt perfluordekalin C 10 F 18.

Szintén klatrát

1811-ben Davy angol vegyész klórgázt engedett át 0 °C-ra hűtött vízen, hogy megtisztítsa a hidrogén-klorid szennyeződésektől. Már akkor is ismert volt, hogy a HCl vízoldhatósága a hőmérséklet csökkenésével meredeken növekszik. Davy meglepődött, amikor sárga-zöld kristályokat látott az edényben. Soha nem tudta megállapítani a kristályok természetét. Csak a mi századunkban igazolták, hogy a Davy által nyert kristályok Cl 2 ∙ (7 + x)H 2 O összetételűek, és nem sztöchiometrikus zárványvegyületek vagy klatrátok. A klatrátokban a vízmolekulák sajátos ketreceket alkotnak, amelyek oldalról záródnak, és klórmolekulákat tartalmaznak. Davy véletlen megfigyelése jelentette a klatrátok kémiájának kezdetét, amelyeknek számos gyakorlati alkalmazása van.

Ferrocén

Az olajfinomítók már régóta észrevették, hogy vörös kristályos bevonat képződik a vasvezetékekben, amikor ciklopentadién C5H6 tartalmú kőolajpárlatokat vezettek át rajtuk magas hőmérsékleten. A mérnököket csak a csővezetékek további tisztításának szükségessége bosszantotta, az egyik legérdekesebb mérnök megvizsgálta a vörös kristályokat, és megállapította, hogy egy új kémiai vegyületről van szó, amely a ferrocén triviális nevet kapta, ennek az anyagnak a kémiai neve: | bisz-ciklopentadienil-vas(II). Egyértelművé vált az üzemben a vascsövek korróziójának oka is. Volt egy reakciója

C 5 H 6 + Fe = + H 2

Fluoroplasztikus

Véletlenül került elő az első fluortartalmú polimer anyag, amelyet nálunk fluoroplasztikusnak, az USA-ban pedig teflonnak neveznek. Egy napon R. Plunkett amerikai kémikus laboratóriumában 1938-ban abbamaradt a gáz áramlása a CF 2 CF 2 tetrafluoretilénnel töltött palackból. Plunkett teljesen kinyitotta a szelepet, dróttal megtisztította a lyukat, de a gáz nem jött ki. Aztán megrázta a ballont, és érezte, hogy gáz helyett valamilyen szilárd anyag van benne. A tartályt kinyitották, és fehér por ömlött ki belőle. Ez egy polimer - politetrafluor-etilén volt, az úgynevezett teflon. A ballonban polimerizációs reakció ment végbe

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

A teflon ellenáll minden ismert savnak és keverékeiknek, valamint az alkálifém-hidroxidok vizes és nemvizes oldatainak hatásának. -269 és +200°C közötti hőmérsékletet képes ellenállni.

Karbamid

1828-ban Wöhler német kémikus ammónium-cianát HH 4 NCO kristályokat próbált előállítani. A reakciónak megfelelően ammóniát engedett át HNCO ciánsav vizes oldatán

HNCO + NH 3 = NH 4 NCO.

Wöhler a kapott oldatot színtelen kristályok képződéséig bepárolta. Képzelje el meglepetését, amikor a kristályok elemzése kimutatta, hogy nem ammónium-cianátot, hanem a jól ismert karbamidot (NH 2) 2 CO, amelyet ma karbamidnak hívnak. Wöhler előtt a karbamidot csak emberi vizeletből nyerték. Egy felnőtt naponta körülbelül 20 g karbamidot választ ki a vizelettel. Wöhler szerint az akkori kémikusok közül senki sem hitte, hogy a szerves anyag az élő szervezeten kívül is kinyerhető. Azt hitték, hogy szerves anyagok csak „életerő” hatására képződhetnek élő szervezetben. Amikor Wöhler tájékoztatta a svéd vegyészt, Berzeliust a szintéziséről, a következő választ kapta tőle: „...Aki a vizeletben kezdte halhatatlanságát, annak minden oka megvan arra, hogy ugyanazon tárgy segítségével fejezze be a mennybe vezető útját. .”

A Wöhler-féle szintézis széles utat nyitott számos szerves anyag szervetlenből történő előállítására. Jóval később felfedezték, hogy hevítéskor vagy vízben oldva az ammónium-cianát karbamiddá alakul:

NH 4 NCO = (NH 2) 2 CO.

Tsinkal

Az egyik kohász már századunkban elkészítette az A1 alumínium ötvözetét 22% cink Zn-nel, amit cinknek nevezett el. A cink mechanikai tulajdonságainak tanulmányozására a kohász lemezt készített belőle, és hamarosan megfeledkezett róla, más ötvözetek gyártásával volt elfoglalva. Az egyik kísérlet során, hogy megvédje arcát az égő hősugárzásától, egy kéznél lévő cinklemezzel kerítette el. A munka végén a kohász meglepődve tapasztalta, hogy a lemez több mint 20-szorosára megnyúlt, a roncsolás jelei nélkül. Így fedezték fel a szuperműanyag ötvözetek csoportját. A cink szuperplasztikus deformációjának hőmérséklete 250 °C-nak bizonyult, sokkal alacsonyabb, mint az olvadási hőmérséklet. 250°C-on a cinklemez szó szerint folyni kezd a gravitáció hatására anélkül, hogy folyékony halmazállapotba fordulna.

A kutatások kimutatták, hogy a szuperműanyag ötvözetek nagyon finom szemcsékből jönnek létre. Nagyon kis terhelés alatt hevítve a lemez megnyúlik a nyújtási irány mentén a szemcsék számának növekedése miatt, miközben a keresztirányú szemcsék száma csökken.

Benzol

1814-ben Londonban megjelent a gázvilágítás. A világító gázt vashengerekben, nyomás alatt tároltuk. Nyári éjszakákon normális volt a világítás, télen, extrém hidegben viszont gyenge volt. Valamiért a gáz nem bocsátott ki erős fényt.

A gázüzem tulajdonosai Faraday vegyészhez fordultak segítségért. Faraday azt találta, hogy télen a világító gáz egy része a hengerek alján gyűlik össze átlátszó folyadék formájában, amelynek összetétele C6H6. Ezt „karburált hidrogénnek” nevezte. Ez a ma már jól ismert benzol volt. A benzol felfedezésének megtiszteltetése Faradayé maradt. A „benzol” nevet Liebig német kémikus adta az új anyagnak.

Fehér és szürke bádog

Az angol utazó, Robert Falcon Scott második és egyben utolsó expedíciója 1912-ben a Déli-sarkra tragikusan végződött. 1912 januárjában Scott és négy barátja gyalog elérte a Déli-sarkot, és egy sátorból és egy hátrahagyott cetliből felfedezte, hogy a Déli-sarkot Amundsen expedíciója fedezte fel mindössze négy héttel korábban. Csalódottan indultak visszafelé, nagyon erős fagyban. A közbenső bázison, ahol az üzemanyagot tárolták, nem találták meg. A kerozinos vaskannák üresnek bizonyultak, mivel „valaki felnyitotta a varratokat”, amelyeket korábban bádoggal lezártak. Scott és társai megdermedtek a lezáratlan kannák közelében.

Így tragikus körülmények között kiderült, hogy ón at alacsony hőmérsékletek egy másik polimorf módosulatba kerül, amelyet „ón pestisnek” neveznek. Az alacsony hőmérsékletű módosításra való átállást a közönséges ón porrá történő átalakulása kíséri. A fehér ón, vagy β-Sn, amelyet a kannák lezárására használtak, szürke poros ónná vagy α-Sn-né változott. A halál utolérte Scottot és társait mindössze 15 km-re attól a helytől, ahol az expedíció fő része, amelyben két orosz, Girev és Omelcsenko is várt rájuk.

Hélium

1889-ben D. Matthews angol kémikus a kleveit ásványt felmelegített kénsavval H 2 SO 4 kezelte, és meglepődve látta, hogy ismeretlen gáz szabadul fel, amely nem égett és nem támogatja az égést. Kiderült, hogy ő hélium. A természetben ritkán előforduló kleveit ásvány az uraninit ásvány UO 2 összetételű változata. Ez egy erősen radioaktív ásvány, amely alfa-részecskéket, a hélium atommagjait bocsátja ki. Az elektronok összekapcsolásával hélium atomokká alakulnak, amelyek kis buborékok formájában az ásványi kristályokba ágyazva maradnak. Ha kénsavval kezeljük, reakció lép fel

UO 2 + 2H 2 SO 4 = (UO 2) SO 4 + SO 2 + 2H 2 O.

Az urán-dioxid UO 2 uranil-szulfát (UO 2)SO 4 formájában oldatba megy, és He felszabadul és gázként szabadul fel a SO 2 kén-dioxiddal együtt. Különösen sok He volt a torianit, tórium és urán-dioxid (Th,U)O 2 ásványban: 1 liter torianitból 800°C-ra melegítve csaknem 10 liter He szabadul fel.

1903-ban egy olajtársaság olaj után kutatott Kansasben (USA). Körülbelül 100 méteres mélységben gázréteggel találkozott, amely gázforrást adott. Az olajmunkások legnagyobb ámulatára a gáz nem égett. Az is hélium volt.

Lila

Marcus Terentius Varro (Kr. e. 116-27) római enciklopédista „Emberi és isteni régiségek” című művében legendát mesélt el.

Egyszer a föníciai Tirus város lakója a tengerparton sétált egy kutyával. A kutya, miután a kavicsok között talált egy kis kagylót, amelyet a szörfözés kidobott, fogaival összezúzta. A kutya szája azonnal vörösre és kékre váltott. Így fedezték fel a híres természetes festéket - az antik bíbort, amelyet tírusi bíbornak, királyi bíbornak is neveztek. Ezzel a festékkel festették az ókori Róma császárainak ruháit. A lila forrása a ragadozó lila puhatestűek, amelyek más puhatestűekkel táplálkoznak, először a nyálmirigyek által kiválasztott savval pusztítják el héjukat. A bíbort a cérnametélt lila mirigyeiből vonták ki. A festékszíneket a múltban különféle szimbólumokkal azonosították. A lila a méltóság, az erő és a hatalom szimbóluma volt.

1909-ben a német kémikus, Paul Friedländer (1857-1923) összetett szintézissel előállította a dibromyndigo 2-t, és bebizonyította, hogy azonos a mediterrán bíborral.

Uránsugárzás

Becquerel francia fizikus bizonyos kristályok, az úgynevezett foszforok fényét tanulmányozta sötétben, miután előzőleg napfénnyel besugározták őket. A Becquerelnek nagy foszforgyűjteménye volt, köztük az uranil-kálium-szulfát K 2 (UO 2) (SO 4) 2. A röntgensugarak felfedezése után Becquerel úgy döntött, hogy kideríti, vajon a fényporai bocsátják-e ki ezeket a sugarakat, ami a fekete, átlátszatlan papírral borított fényképezőlap elfeketedését okozza. Ilyen papírba csomagolta a fényképező tányért, és ráhelyezte ezt vagy azt a foszfort, amelyet korábban napfénynek tettek ki. 1896 egyik napján, felhős napokon Becquerel, aki nem tudott ellenállni a napsütéses uranil-kálium-szulfátnak, egy becsomagolt tányérra helyezte a napsütéses időre számítva. Valamilyen oknál fogva úgy döntött, hogy kifejleszti ezt a fotólemezt, és felfedezte rajta egy fekvő kristály körvonalait. Világossá vált, hogy az U uránsó áthatoló sugárzása semmiképpen nem kapcsolódik a foszfor izzásához, hogy az mindentől függetlenül létezik.

Így fedezték fel az uránvegyületek, majd a tórium-T természetes radioaktivitását. Becquerel megfigyelései szolgáltak alapul Pierre és Marie Curie számára, hogy új, radioaktívabb kémiai elemeket keressenek az urán ásványokban. A talált polóniumról és rádiumról kiderült, hogy az uránatomok radioaktív bomlásának termékei.

Lakmusz

Egyszer az angol kémikus, Boyle elkészítette a lakmuszzuzmó vizes infúzióját. Az üveg, amelyben az infúziót tartotta, sósav sósavhoz volt szükséges. Miután kiöntötte az infúziót, Boyle savat öntött a lombikba, és meglepődve tapasztalta, hogy a sav pirosra vált. Ezután az infúzióból néhány cseppet hozzáadott nátrium-hidroxid vizes oldatához, és látta, hogy az oldat kék színűvé válik. Így fedezték fel az első sav-bázis indikátort, a lakmuszot. Ezt követően Boyle, majd más kutatók lakmuszzuzmóval átitatott, majd szárított papírdarabokat kezdtek használni. A lakmuszpapír lúgos oldatban kékre, savas oldatban vörösre vált.

Bartlett felfedezése

Neil Bartlett kanadai diák (szül. 1932) úgy döntött, hogy megtisztítja a platina-hexafluorid PtF 6-ot a bromidoktól F 2 fluorgáz átengedésével. Úgy vélte, hogy a felszabaduló bróm Br 2-nek fluor jelenlétében világossárga bróm-trifluoriddá BrF 3 kell alakulnia, amely lehűtve folyadékká válik:

NaBr + 2F 2 = NaF + BrF 3.

Ehelyett Bartlett egy kiemelést látott nagy mennyiség vörös gőz vörös kristályokká alakul a készülék hideg részein. Bartletnek csak két évvel később sikerült megtalálnia a választ erre a szokatlan jelenségre. A platina-hexafluoridot hosszú ideig levegőn tárolták, és mivel nagyon erős oxidálószer, fokozatosan kölcsönhatásba lép a levegő oxigénjével, narancssárga dioxigenil-hexafluorplatinát kristályokat képezve:

O 2 + PtF 6 = O 2.

Az O 2 + kationt dioxigenil-kationnak nevezzük. Fluoráramban hevítve ez az anyag vörös gőz formájában szublimálódik. Ennek a véletlenszerű jelenségnek az elemzése vezette Bartlettet arra a következtetésre, hogy lehetséges nemes (inert) gázok vegyületeinek szintézise. 1961-ben Bartlett, aki már a kémia professzora volt, összekeverte a PtF 6-ot xenon-Xe-vel, és megkapta az első nemesgázvegyületet, a xenon-hexafluorplatinát Xe-t.

Foszgén

1811-ben Davy angol kémikus, elfelejtve, hogy az edény már tartalmazott szén-monoxid-CO-t, egy színtelen és szagtalan gázt, klór C1 2-t vezetett ebbe az edénybe, amelyet meg akart őrizni a másnapra tervezett kísérletekhez. A zárt edény az ablak melletti laboratóriumi asztalon maradt. A nap fényes és napos volt. Másnap reggel Davy látta, hogy az edényben lévő klór elvesztette sárgás-zöldes színét. Miután kissé kinyitotta az edény csapját, különös szagot érzett, amely alma, széna vagy bomló levelek illatára emlékeztetett. Davy megvizsgálta az edény tartalmát, és megállapította egy új gáznemű anyag, a CC1 2 O jelenlétét, amelynek a „foszgén” nevet adta, ami görögül azt jelenti, hogy „fényből született”. A CC1 2 O modern neve szén-oxid-diklorid. Fénynek kitett edényben reakció ment végbe

CO + C1 2 = CC1 2 O.

Így fedeztek fel egy erős, általános mérgező hatású mérgező anyagot, amelyet az első világháborúban széles körben használtak.

Az a képesség, hogy a testet a legjelentéktelenebb koncentrációkban is fokozatosan megfertőzik, a foszgént veszélyes méreggé tette, függetlenül a levegőben lévő mennyiségétől.

1878-ban felfedezték, hogy a foszgén CO és C1 2 keverékéből képződik sötétben, ha ebben a keverékben katalizátor, aktív szén van jelen.

Víznek kitéve a foszgén fokozatosan elpusztul, szénsav H 2 CO 3 és sósav keletkezik:

CCl 2 O + 2H 2 O = H 2 CO 3 + 2HCl

A KOH kálium-hidroxidok és a NaOH nátrium-hidroxidok vizes oldatai azonnal elpusztítják a foszgént:

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

Jelenleg a foszgént számos szerves szintézisben használják.

Surik

Ez az esemény több mint 3000 évvel ezelőtt történt. A híres görög művész, Nikiász a Földközi-tengeren fekvő Rodosz szigetéről rendelt meszelés érkezését várta. Egy festékkel ellátott hajó érkezett az athéni Pireusz kikötőjébe, de ott hirtelen tűz ütött ki. Nikias hajóját is lángok borították. Amikor a tüzet eloltották, a feldúlt Nikias megközelítette a hajó maradványait, amelyek között elszenesedett hordókat látott. Meszelés helyett valamiféle élénkvörös anyagot fedezett fel egy szén és hamuréteg alatt. Nikiya tesztjei kimutatták, hogy ez az anyag kiváló vörös festék. Így a pireuszi kikötőben kitört tűz egy új festék készítésének módját javasolta, amelyet később vörös ólomnak neveztek. Ennek megszerzéséhez fehér ólmot vagy bázikus ólomkarbonátot kezdtek levegőn kalcinálni:

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

A minium az ólom(IV)-dislead(II) tetroxid.

Döbereiner kovakő

A platina katalitikus hatásának jelenségét véletlenül fedezték fel. Döbereiner német kémikus a platina kémiáján dolgozott. Szivacsos, nagyon porózus platinát ("platinafeketét") nyert ammónium-hexaklór-platinát (NH 4) 2 kalcinálásával:

(NH 4) 2 = Pt + 2NH3 + 2Cl 2 + 2HCl.

1823-ban, az egyik kísérlet során, egy darab szivacsos platina Pt egy hidrogén-hidrogén-előállító berendezés közelében találta magát. Levegővel kevert hidrogénáram a platinát érte, a hidrogén fellángolt és lángra kapott. Döbereiner azonnal felfogta felfedezésének jelentőségét. Akkoriban nem volt meccs. Ő tervezett egy hidrogén meggyújtására szolgáló eszközt, amelyet „Döbereiner kovakőnek” vagy „gyújtógépnek” neveztek. Ezt a készüléket hamarosan egész Németországban értékesítették.

Döbereiner platinát kapott Oroszországból az Urálból. I.-V barátja segített neki ebben. Goethe, a Weimari Hercegség minisztere Augustus Károly uralkodása idején. A herceg fiát Mária Pavlovna, két orosz cár – I. Sándor és I. Miklós – nővére vette feleségül. Mária Pavlovna volt a közvetítő Döbereinerben, aki Oroszországból platinát kapott.

Glicerin és akrolein

1779-ben Scheele svéd vegyész felfedezte a glicerint, a HOCH 2 CH(OH)CH 2 OH-t. Tulajdonságainak tanulmányozása érdekében úgy döntött, hogy megszabadítja az anyagot a víz keverékétől. Miután egy vízeltávolító anyagot adtunk a glicerinhez, Scheele elkezdte desztillálni a glicerint. Miután ezt a munkát asszisztensére bízta, elhagyta a laboratóriumot. Amikor Scheele visszatért, az asszisztens eszméletlenül feküdt a laboratóriumi asztal közelében, és éles, szúrós szag volt a szobában. Scheele érezte, hogy a szeme a rengeteg könny miatt nem tud megkülönböztetni semmit. Gyorsan kihúzta az asszisztenst a friss levegőre, és kiszellőztette a szobát. Csak néhány órával később Scheele asszisztens alig tért magához. Így létrejött egy új anyag - az akrolein, amely görögül "fűszeres olajat" jelent.

Az akrolein képződésének reakciója két vízmolekula glicerintől való elválasztásával jár:

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

Az akrolein CH 2 (CH) CHO összetételű, és az akrilsav aldehidje. Színtelen, enyhén forráspontú folyadék, gőze erősen irritálja a szem és a légutak nyálkahártyáját, mérgező hatású. Az égetett zsírok és olajok jól ismert illata és a haldokló faggyúgyertya jelentéktelen mennyiségű akrolein képződésétől függ. Jelenleg az akroleint széles körben használják a készítményben polimer anyagokés a különböző szintézisében szerves vegyületek.

Szén-dioxid

Priestley angol kémikus felfedezte, hogy az állatok elpusztulnak „elromlott levegőben” (ahogy ő szén-dioxid CO 2 -nek nevezte). Mi lesz a növényekkel? Üvegharang alá helyezett egy kis cserepet virággal, és egy meggyújtott gyertyát tett mellé, hogy „elrontsa” a levegőt. Hamarosan a gyertya kialudt, mivel a motorháztető alatti oxigén szinte teljesen átalakult szén-dioxiddá:

C + O 2 = CO 2.

Priestley az ablakhoz vitte a sapkát a virággal és a kialudt gyertyával, és másnapra hagyta. Reggel meglepetten vette észre, hogy a virág nemhogy nem hervadt el, de a közeli ágon újabb rügy nyílt. Priestley aggódva meggyújtott egy másik gyertyát, gyorsan a motorháztető alá vitte, és az első gyertya mellé tette. A gyertya tovább égett. Hová tűnt az „elrontott levegő”?

Így először fedezték fel a növények szén-dioxid-elnyelő és oxigénfelszabadító képességét. Priestley idejében még nem ismerték a levegő összetételét, és a szén-dioxid összetételét sem.

Kénhidrogén és szulfidok

Proust francia kémikus a savak természetes ásványi anyagokra gyakorolt ​​hatását tanulmányozta. Egyes kísérletekben változatlanul undorító szagú gáz, a hidrogén-szulfid H 2 S szabadult fel. Egy nap a szfaleritre (cink-szulfid ZnS) ható sósav sósavval:

ZnS + 2HCl = H 2 S + ZnCl 2,

Proust észrevette, hogy a közeli üvegben a réz-szulfát CuSO 4 kék vizes oldatát barna film borítja. Közelebb helyezte a kék oldattal ellátott poharat ahhoz az üveghez, amelyből H 2 S szabadult fel, és nem figyelve a szagra, keverni kezdte a kék oldatot. Hamarosan a kék szín eltűnt, és fekete üledék jelent meg az üveg alján. Az üledék elemzése kimutatta, hogy az réz-szulfid:

CuSO 4 + H 2 S = CuS↓ + H 2 SO 4.

Így nyilvánvalóan először fedezték fel egyes fémek szulfidjainak képződését sóikon hidrogén-szulfid hatására.

Gyémánt láz

Véletlenül fedeztek fel egy gyémántlelőhelyet Brazíliában. 1726-ban Bernard da Fonsena Labo portugál bányász az egyik aranybányában látta, hogy a munkások kártyáznak! játékok jelölik a győztes vagy vesztes pontszámokat fényes átlátszó kövek. Labo gyémántnak ismerte fel őket. Megvolt a visszafogottsága ahhoz, hogy eltitkolja felfedezését. A munkásoktól elvette a legnagyobb köveket. Az európai gyémántok eladása során Labo azonban nem tudta elrejteni leletét. Gyémántkeresők tömegei özönlöttek Brazíliába, és elkezdődött a „gyémántláz”. Így fedezték fel a gyémántlelőhelyeket Dél-Afrika, amely most ezek nagy részét a nemzetközi piacra szállítja. 1867-ben John O'Relly kereskedő és vadász megállt, hogy a folyó partján álló holland Van Niekerk farmján töltse az éjszakát. Vaal. Figyelmét egy átlátszó kavics kötötte le, amellyel a gyerekek játszottak. – Úgy néz ki, mint egy gyémánt – mondta O’Relly. Van Niekerk nevetett: „Elveheti magának, sok ilyen kő van itt!” Fokvárosban O'Relly egy ékszerésztől megállapította, hogy ez valóban egy gyémánt, és 3000 dollárért eladta. O'Relly felfedezése széles körben ismertté vált, és a Van Niekerk-farm szó szerint darabokra szakadt, gyémántok után kutatva az egész területet.

Bór kristályok

Sainte-Clair-Deville francia kémikus Wöhler német kémikussal együtt kísérletet végzett amorf bór B előállítására B 2 O 3 bór-oxid és A1 fémalumínium reakciójával. Összekeverték ezt a két porszerű anyagot, és elkezdték melegíteni a kapott keveréket egy tégelyben. A reakció nagyon magas hőmérsékleten indult meg

B 2 O 3 + 2A1 = 2B + A1 2 O 3

Amikor a reakció befejeződött, és a tégely lehűlt, a vegyészek porcelánlapra öntötték a tartalmát. Láttak fehér alumínium-oxid port A1 2 O 3 és egy darab alumínium fémet. Nem volt barna amorf bórpor. Ez megzavarta a vegyészeket. Ezután Wöhler azt javasolta, hogy a megmaradt alumíniumdarabot sósav sósavban oldják fel:

2Al(B) + 6HCl = 2AlCl 3 + 2B↓ + 3H 2.

A reakció befejeződése után fekete fényes bórkristályokat láttak az edény alján.

Így megtalálták az egyik módszert a kristályos bór előállítására, amely kémiailag inert anyag, amely nem lép kölcsönhatásba savakkal. Egy időben kristályos bórt úgy kaptak, hogy az amorf bórt alumíniummal olvasztották, majd az ötvözetet sósavval kezelték. Aztán kiderült, hogy az így nyert bór mindig tartalmaz alumínium-keveréket, nyilván annak AlB 12 boridja formájában. Keménység szempontjából a kristályos bór az összes közé tartozik egyszerű anyagok második hely a gyémánt után.

Achátok

Egy német juhász 1813-ban sárgás és szürke köveket – achátokat – talált egy elhagyott kőbánya közelében. Úgy döntött, hogy a feleségének adja őket, és egy időre a tűz közelében helyezte őket. Micsoda meglepetés volt, amikor reggel látta, hogy egyes achátok pirosra váltak, míg mások vöröses árnyalatot kaptak. A pásztor elvitte az egyik követ egy ékszerészhez, akit ismert, és megosztotta vele megfigyelését. Az ékszerész hamarosan vörös achát készítésére szolgáló műhelyt nyitott, majd később más német ékszerészeknek is eladta receptjét. Így találtak módot egyes drágakövek színének megváltoztatására hevítéskor. Vegyük észre, hogy a vörös achátok ára akkoriban kétszer annyi volt, mint a sárgaé, és még inkább a szürke fajtáik.

Etilén

A német alkimista, orvos és feltaláló-látnok, Johann Joachia Becher (1635-1682) 1666-ban végzett kísérleteket H 2 SO 4 kénsavval. Az egyik kísérletben ahelyett, hogy újabb adagot adott volna a felmelegített tömény kénsavhoz, hanyagul etanolt, C 2 H 5 OH-t adott hozzá, amely a közelben, egy pohárban helyezkedett el. Becher az oldat erős habosodását tapasztalta, és a metán CH 4-hez hasonló ismeretlen gáz szabadul fel. A metánnal ellentétben új gáz füstös lánggal égett és enyhe fokhagymás szaga volt. Becher úgy találta, hogy a „levegő” kémiailag aktívabb, mint a metán. Így fedezték fel a reakció során keletkezett etilén C 2 H 4-et

C 2 H 5 OH = C 2 H 4 + H 2 O.

Az új gázt „olajgáznak” nevezték, klórral való kombinációját 1795-ben kezdték „holland vegyészek olajának” nevezni. Csak a 19. század közepétől. A Becher-gázt "etilénnek" nevezték el. Ez a név a mai napig megmaradt a kémiában.

Oppau robbanás

1921-ben Oppauban (Németország) robbanás történt egy műtrágyát - ammónium-szulfát és nitrát keverékét - (NH 4) 2 SO 4 és NH 4 NO 3 - gyártó üzemben. Ezeket a sókat sokáig raktárban tárolták, és megsültek; Úgy döntöttek, hogy kis robbanásokkal összetörik őket. Ez a korábban biztonságosnak tekintett anyag teljes tömegében detonációt okozott. A robbanás 560 ember halálát okozta, valamint nagyszámú sebesültet és sérültet követelt; nemcsak Oppau városa, hanem néhány ház is teljesen megsemmisült Mannheimben, 6 km-re a robbanás helyszínétől. Ezenkívül a robbanáshullám üvegeket tört be az üzemtől 70 km-re található házakban.

Még korábban, 1917-ben egy halifaxi (Kanada) vegyi üzemben az NH 4 NO 3 önbomlása miatt szörnyű robbanás történt, ami 3000 ember életébe került.

Kiderült, hogy az ammónium-nitrát kezelése veszélyes és robbanóanyag. 260 °C-ra melegítve az NH 4 NO 3 nitrogén-oxid N 2 O-ra és vízre bomlik:

NH 4 NO 3 = N 2 O + 2H 2 O

E hőmérséklet felett a reakció bonyolultabbá válik:

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

és éles nyomásnövekedéshez és robbanáshoz vezet, amit elősegíthet az anyag összenyomott állapota és a benne lévő salétromsav HNO 3 adalék jelenléte.

Beotolle és gyufák

Berthollet véletlenül fedezte fel a kálium-trioxoklorát KClO 3 robbanásveszélyes tulajdonságait. KClO 3 kristályokat kezdett mozsárban őrölni, amiben kis mennyiségű kén maradt a falakon, amit asszisztense nem távolított el az előző műveletből. Hirtelen erős robbanás hallatszott, Berthollet kezéből kiszakadt a mozsártörő, megégett az arca. Így hajtott végre Berthollet először olyan reakciót, amelyet később az első svéd meccseken használtak:

2KClO 3 + 3S = 2KСl + 3SO 2.

A KClO 3 kálium-trioxoklorátot régóta Berthollet-sónak hívják.

Kinin

A malária az emberiség egyik legrégebbi betegsége. Van egy legenda arról, hogyan találtak rá gyógymódot. Egy beteg perui indián, akit kimerített a láz és a szomjúság, céltalanul bolyongott a faluja melletti dzsungelben. Egy szép tócsát látott tiszta víz, amelyben egy kidőlt fa feküdt. Az indián mohón vizet kezdett inni, és keserű ízt érzett. Csoda történt. A víz meghozta a gyógyulást. Az indiánok a kidőlt fát „hina-hina”-nak nevezték. A helyi lakosok, miután megismerték a gyógyulást, elkezdték ennek a fának a kérgét láz elleni gyógyszerként használni. A pletykák eljutottak a spanyol hódítókhoz, és elterjedtek Európába. Így fedezték fel a kinint C 20 H 24 N 2 O 2 - a cinchona fa kérgéből kivont kristályos anyagot - cinchona. A középkorban a cinchona kérgét szó szerint gramm gramm aranyért árulták. A kinin mesterséges szintézise nagyon összetett, és csak 1944-ben fejlesztették ki.

A katalízis csodái

G. Davy bátyja, Edward nagyon finom fekete platinaport kapott, amely „platinafekete” néven vált ismertté. Egy nap Eduard hanyagul kiöntötte a porból szűrőpapír, amivel éppen a kiömlött etil-alkohol C 2 H 5 OH feltörlésére használtam. Meglepetten látta, ahogy a „platinafekete” izzik és izzott, amíg az összes alkohol eltűnt az égett papírral együtt. Így fedezték fel az etil-alkohol savban történő katalitikus oxidációjának reakcióját:

C 2 H 5 OH + O 2 = CH 3 COOH + H 2 O

Gyógyítás

Charles Goodyear (1800-1860) amerikai vegyész a gumit a bőr egyik fajtájának tartotta, és megpróbálta módosítani. A nyersgumit mindenféle anyaggal kevert, amihez csak jutott: sózta, borsozta, megszórta cukorral, folyami homokkal. 1841-ben egy napon egy kénnel kezelt gumidarabot ejtett egy fűtött kemencébe. Másnap, miközben előkészítette a kemencét a kísérlethez, a Goodyear felemelte ezt a darabot, és felfedezte, hogy a gumi megerősödött. Goodyearnek ez a megfigyelése képezte a később kifejlesztett gumi vulkanizálási eljárás alapját. A vulkanizálás során a gumi lineáris makromolekulái kölcsönhatásba lépnek a kénnel, így makromolekulák háromdimenziós hálózatát alkotják. A vulkanizálás eredményeként a gumi gumivá alakul. Goodyear ezt követően ezt írta: „Bevallom, hogy felfedezéseim nem tudományos kémiai kutatások eredményei, hanem kitartás és megfigyelés eredményei.”

Adszorpció

1785-ben Lovitz borkősav átkristályosításával foglalkozott, és gyakran nem színtelen, hanem barna kristályokat kapott a bennük megjelenő szerves eredetű szennyeződések miatt. Egy nap hanyagul az oldat egy részét az oldatok elpárologtatására használt homokfürdőben található homok és szén keverékére öntötte. Lovitz megpróbálta összegyűjteni a kiömlött oldatot, és kiszűrte a homokból és a szénből. Amikor az oldat lehűlt, színtelen, átlátszó savkristályok hullottak ki. Mivel a homok nem lehet az oka, Lovitz úgy döntött, hogy teszteli a szén hatását. Új savas oldatot vett, szénport öntött bele, bepárolta, majd a szén eltávolítása után lehűtötte. Az ismét kihullott kristályok színtelenek és átlátszónak bizonyultak.

Lovitz így fedezte fel az adszorpciós tulajdonságokat faszén. Javasolta, hogy az ivóvizet a hajókon fahordókban tárolják szénréteggel. A víz hónapokig nem rothadt. Ez a felfedezés azonnal alkalmazásra talált az aktív hadseregben, a törökökkel vívott harcokban 1791-ben a Duna alsó szakaszán, ahol a víz ihatatlan volt. Lovitz szenet is használt a vodka megtisztítására a fuselolajoktól, az ecetsavat a sárga színt adó szennyeződésektől és sok más esetben is.

Mellitinsav

A salétromsav HNO 3 szennyeződésektől való megtisztítása érdekében Lovitz kis mennyiségű szenet öntött bele, és elkezdte forralni ezt a keveréket. Meglepetten látta a szén eltűnését, és valami fehér anyag képződését a helyén, amely vízben és etanolban C 2 H 5 OH oldódik. Ezt az anyagot „oldható szénnek” nevezte. A szén és a salétromsav kölcsönhatása a reakciónak megfelelően megy végbe

12C + 6HNO 3 = C6 (COOH) 6 + 6NO.

150 év után megállapították, hogy Lovitz volt az első, aki előállította a C 6 (COOH) 6 benzol-hexakarbonsavat, ennek az anyagnak a régi neve „mellitinsav”.

Zeise sók

1827-ben William Zeise (1789-1847) dán szerves vegyész és gyógyszerész úgy döntött, hogy egyik munkájához kálium-tetraklór-platinát K2-t szerez be. Ennek az etanolban gyengén oldódó sónak a teljes kicsapására a vizes H2 helyett ennek a savnak a C2H5OH etanolos oldatát használta. Amikor Zeise kálium-klorid KCl vizes oldatát adta az ilyen oldathoz, váratlanul a K2-re jellemző vörösesbarna csapadék helyett sárgás csapadék képződik. Ennek az üledéknek az elemzése kimutatta, hogy kálium-kloridot KCl, platina-dikloridot PtCl 2, vizet H 2 O és minden vegyész meglepetésére egy etilén molekulát C 2 H 4: KCl∙PtCl 2 ∙C 2 H 4 ∙H2. O Ez az empirikus képlet heves viták tárgyává vált. Liebig például kijelentette, hogy Zeise rosszul végezte az elemzéseket, és az általa bemutatott képlet egy beteges képzelet szüleménye. Csak 1956-ban sikerült megállapítani, hogy Zeise helyesen állapította meg az új só összetételét, és most a vegyület képletét K∙H 2 O-nak írják, és kálium-triklór-etilén-platinát-monohidrátnak nevezik.

Ezzel létrejött az első vegyület a „π-komplexeknek” nevezett komplex vegyületek szokatlan csoportjából. Az ilyen komplexekben nincs szokásos kémiai kötés a szögletes zárójelben található fém és a szerves részecske bármely atomja között. Zeise reakciója:

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

Jelenleg a K-t úgy nyerik, hogy etilént vezetnek át K2 kálium-tetraklór-platinát vizes oldatán:

K 2 + C 2 H 4 = K + KCl.

Darázs megmentő

Courtois, a jód felfedezője egyszer majdnem meghalt. 1813-ban egyik munkája után a maradék vizes ammónia NH 3 oldatot és az I 2 jód alkoholos oldatát egy üres hulladékpalackba öntötte. Courtois fekete-barna üledék képződését látta az üvegben, ami azonnal érdekelte. A csapadékot leszűrte, etanollal (C 2 H 5 OH) mosta, a szűrőt a csapadékkal kivette a tölcsérből és a laboratóriumi munkaasztalon hagyta. Késő volt, és Courtois úgy döntött, hogy másnap elemzi az üledéket. Amikor reggel kinyitotta a laboratórium ajtaját, látta, hogy egy darázs berepült a szobába, és leszállt a megszerzett üledékre. Azonnal erős robbanás tört ki, ami a laboratóriumi asztalt darabokra törte, és a helyiség megtelt ibolyaszínű jódgőzzel.

Courtois később azt mondta, hogy a poszméh mentette meg az életét. Így került elő és tesztelt egy nagyon veszélyes kezelhető anyagot - trijód-nitrid-monoammónium-nitrid I 3 N∙NH 3 . Ennek az anyagnak a szintézis reakciója:

3I 2 + 5NH 3 = I 3 N∙NH 3 ↓ + 3NH 4.

A száraz I 3 N∙NH 3 legkisebb érintése vagy enyhe rázása által okozott robbanás során fellépő reakció:

2(I 3N∙NH 3) = 2N 2 + 3I 2 + 3H 2.

Rossz tapasztalat

Az F 2 fluort váratlanul szerezte Moissan francia vegyész. 1886-ban, tanulmányozva elődei tapasztalatait, egy platina Y alakú csőben vízmentes hidrogén-fluoridot elektrolizált. Moissan meglepődve vette észre a fluor felszabadulását az anódnál és hidrogén felszabadulását a katódon. A sikertől inspirálva megismételte a kísérletet a Párizsi Tudományos Akadémia ülésén, de... nem kapott fluort. A kísérlet nem járt sikerrel. A kudarc okainak alapos tanulmányozása után Moissan megállapította, hogy az első kísérletben használt hidrogén-fluorid KHF 2 kálium-hidrofluorid keverékét tartalmazta. Ez a szennyeződés biztosította az oldat elektromos vezetőképességét (vízmentes HF-noneelektrolit), és létrehozta az F-ionok szükséges koncentrációját az anódon:

2F - - 2e - = F 2.

Azóta a fluort Moissan-módszerrel állítják elő KF kálium-fluorid HF-os oldatával:

KF + HF = KHF 2.

Aszpartám

Az aszpartám (Oroszországban - "sladex") cukorbetegek és elhízott emberek számára ajánlott anyag, amely 100-200-szor édesebb, mint a szacharóz. Nem hagyja maga után a szacharinban rejlő keserű fémes utóízt. Az aszpartám édes ízét véletlenül fedezték fel 1965-ben. Egy vegyész, aki ezzel az anyaggal dolgozott, leharapta a körmét, és édes ízt érzett. Az aszpartám színtelen kristályok, vízben jól oldódnak. Ez egy apró mókus. Az emberi szervezet felszívódik, és a számára szükséges aminosavak forrása. Az aszpartám nem serkenti a fogszuvasodás kialakulását, és felszívódása sem függ a szervezet inzulintermelésétől.

Karbid

1862-ben Wöhler német kémikus mész és szén keverékének hosszú távú égetésével megpróbálta elkülöníteni a kalciumfémet a mészből (kalcium-karbonát CaCO 3). Szürkés színű szinterezett masszát kapott, amelyben fémjeleket nem talált. Wöhler csalódottan dobta be ezt a masszát hulladékként egy udvari szemétlerakóba. Eső közben Wöhler laboránsa valamiféle gáz felszabadulását vette észre a kilökődött sziklás tömegből. Wöhler érdeklődni kezdett ez iránt a gáz iránt. A gáz elemzése kimutatta, hogy az acetilén H 2 C 2, amelyet E. Davy fedezett fel 1836-ban. Így fedezték fel először a kalcium-karbid CaC 2-t, amely vízzel kölcsönhatásba lépve acetilént szabadít fel:

5C + 2CaCO 3 = 3CaC 2 + 3CO 2;

CaC 2 + 2H 2 O = H 2 C 2 + Ca(OH) 2.

Egy tudatlan szemszögből...

Laboratóriumi asszisztense elmeséli, hogyan tette Berzelius véletlen felfedezéseit. Berzelius magányos életet élt. A kíváncsi stockholmi lakosok nem egyszer megkérdezték Berzelius laboránstól, hogyan dolgozik a mestere.

Nos – válaszolta a laboráns –, először hozok neki különféle dolgokat a szekrényből: porokat, kristályokat, folyadékokat.

Elveszi az egészet, és egy nagy edénybe dobja.

Aztán mindent egy kis edénybe önt.

És mit csinál ilyenkor?

Aztán mindent beleönt egy szemetesbe, amit minden reggel kiviszek.

Befejezésül idézzük a német természettudós, Hermann Helmholtz (1821-1894) szavait: „Néha egy szerencsés véletlen segíthet, és felfed egy ismeretlen kapcsolatot, de a véletlen nem valószínű. talál alkalmazást, ha az, aki találkozik vele, még nem gyűjtött össze elég képi anyagot a fejében ahhoz, hogy meggyőzze az érzékelt helyességéről.”

A kémiai evolúció elmélete vagy az élet kezdete

A kémiai evolúció elmélete – modern elmélet az élet eredete - a spontán generáció gondolatán alapul. Nem a hirtelenségen alapul élőlények megjelenése a Földön, és az élőanyagot alkotó kémiai vegyületek és rendszerek kialakulása. A kémiát fontolgatja ősi föld, elsősorban a primitív légkörben és a víz felszíni rétegében lezajlott kémiai reakciók, ahol minden valószínűség szerint az élő anyag alapját képező könnyű elemek koncentrálódtak és hatalmas mennyiségű napenergia nyelődött el. Ez az elmélet arra a kérdésre igyekszik választ adni: hogyan keletkezhettek abban a távoli korszakban szerves vegyületek spontán módon és alakulhattak élő rendszerré?

A kémiai evolúció általános megközelítését először A. I. Oparin (1894-1980) szovjet biokémikus fogalmazta meg. 1924-ben jelent meg a Szovjetunióban ennek a kérdésnek szentelt rövid könyve; 1936-ban jelent meg új, bővített kiadása (1938-ban fordították le angolra). Oparin felhívta a figyelmet arra, hogy a Föld felszínén a modern viszonyok megakadályozzák nagyszámú szerves vegyület szintézisét, hiszen a légkörben feleslegben elérhető szabad oxigén a szénvegyületeket szén-dioxiddá (szén-dioxid, CO 2) oxidálja. Ezenkívül megjegyezte, hogy korunkban minden, a Földön „elhagyott” szerves anyagot az élő szervezetek felhasználnak (hasonló gondolatot fogalmazott meg Charles Darwin). Oparin azonban azzal érvelt, hogy más körülmények uralkodtak az elsődleges Földön. Feltételezhető, hogy a földi légkörben akkor még nem volt oxigén, viszont bőségesen volt jelen hidrogén és hidrogéntartalmú gázok, például metán (CH 4) és ammónia (NH 3). (Az ilyen, hidrogénben gazdag és oxigénben szegény atmoszférát redukálónak nevezzük, ellentétben a modern, oxidáló, oxigénben gazdag és hidrogénben szegény légkörrel.) Oparin szerint az ilyen körülmények kiváló lehetőségeket teremtettek a szerves anyagok spontán szintézisére. vegyületek.

A Föld primitív légkörének helyreállító természetéről alkotott elképzelését alátámasztva Oparin a következő érveket hozta fel:

1. A hidrogén bőséges a csillagokban

2. A szén az üstökösök és a hideg csillagok spektrumában található a CH és CN gyökök részeként, oxidált szén pedig ritkán jelenik meg.

3. Szénhidrogének, i.e. meteoritokban található szén és hidrogén vegyületei.

4. A Jupiter és a Szaturnusz légköre rendkívül gazdag metánban és ammóniában.

Amint Oparin rámutatott, ez a négy pont azt jelzi, hogy az Univerzum egésze helyreállítási állapotban van. Következésképpen a primitív Földön a szénnek és a nitrogénnek ugyanabban az állapotban kellett lennie.

5. A vulkáni gázok ammóniát tartalmaznak. Ez Oparin szerint arra utal, hogy a nitrogén ammónia formájában volt jelen az elsődleges légkörben.

6. A modern légkörben található oxigént a zöld növények a fotoszintézis folyamata során állítják elő, ezért biológiai eredetű termék.

E megfontolások alapján Oparin arra a következtetésre jutott, hogy a primitív Földön a szén először szénhidrogén, a nitrogén pedig ammónia formájában jelent meg. Felvetette továbbá, hogy a ma ismert kémiai reakciók során az élettelen Föld felszínén összetett szerves vegyületek keletkeztek, amelyekből meglehetősen hosszú idő elteltével látszólag megszülettek az első élőlények. Az első organizmusok valószínűleg nagyon egyszerű rendszerek, amelyek csak replikációra (osztódásra) képesek, annak a szerves környezetnek köszönhetően, amelyből keletkeztek. Modern szóhasználattal „heterotrófok” voltak, vagyis a környezettől függtek, amely szerves táplálékkal látta el őket. A skála másik végén az „autotrófok” állnak – például olyan organizmusok, mint a zöld növények, amelyek maguk szintetizálják az összes szükséges szerves anyagot szén-dioxidból, szervetlen nitrogénből és vízből. Oparin elmélete szerint az autotrófok csak azután jelentek meg, hogy a heterotrófok kimerítették a szerves vegyületek készletét a primitív óceánban.

J. B. S. Haldane (1892-1964) Oparin nézeteihez bizonyos tekintetben hasonló gondolatot terjesztett elő, amelyet egy 1929-ben megjelent népszerű esszé vázolt fel. Azt javasolta, hogy a prebiológiai Földön lezajló természetes kémiai folyamatok által szintetizált szerves anyagok felhalmozódjanak az óceánban. , ami végül elérte a „forró, híg leves” állagát. Haldane úgy vélte, hogy a Föld primitív légköre anaerob (oxigénmentes), de nem állította, hogy redukáló körülmények szükségesek a szerves vegyületek szintéziséhez. Így azt feltételezte, hogy a szén teljesen oxidált formában, azaz dioxid formájában lehet jelen a légkörben, nem pedig metán vagy más szénhidrogén részeként. Ugyanakkor Haldane kísérletek (nem saját) eredményeire hivatkozott, amelyek bebizonyították, hogy ultraibolya sugárzás hatására szén-dioxid, ammónia és víz keverékéből összetett szerves vegyületek keletkezhetnek. A kísérletek megismétlésére irányuló későbbi kísérletek azonban sikertelenek voltak.

1952-ben Harold Urey (1893-1981), aki nem magának az életnek az eredetével, hanem a Naprendszer fejlődésével foglalkozott, egymástól függetlenül arra a következtetésre jutott, hogy a fiatal Föld légköre helyreállt. Oparin megközelítése minőségi volt. A probléma, amelyet Urey vizsgált, fizikai-kémiai természetű volt: az őskozmikus porfelhő összetételére vonatkozó adatokat, valamint a Hold és a bolygók ismert fizikai és kémiai tulajdonságai által meghatározott peremfeltételeket használva kiindulópontként egy termodinamikai módszer kidolgozását tűzte ki célul. az egész naprendszer általánosan elfogadható története. Urey különösen azt mutatta be, hogy a képződési folyamat végére a Föld légköre erősen redukált, mivel fő összetevői a hidrogén, valamint a szén, a nitrogén és az oxigén teljesen redukált formái: metán, ammónia és vízgőz. A Föld gravitációs tere nem tudta megtartani a könnyű hidrogént, és fokozatosan kiszökött a világűrbe. A szabad hidrogén elvesztésének másodlagos következménye a metán fokozatos oxidációja szén-dioxiddá, az ammónia pedig nitrogéngázzá, ami egy bizonyos idő után redukálóból oxidálóvá változtatta a légkört. Urey feltételezte, hogy a hidrogén elpárolgása idején, amikor a légkör köztes redoxállapotban volt, nagy mennyiségben képződhet összetett szerves anyag a Földön. Becslései szerint az óceán akkoriban nyilvánvalóan szerves vegyületek egy százalékos oldata volt. Az eredmény az élet a legprimitívebb formájában.

Úgy tartják, hogy a Naprendszer a proto-szoláris ködből, egy hatalmas gáz- és porfelhőből jött létre. A Föld életkora – számos független becslés alapján – megközelíti a 4,5 milliárd évet. Az ősköd összetételének megismeréséhez a legésszerűbb a különböző kémiai elemek relatív mennyiségének tanulmányozása a modern ködben. Naprendszer. A kutatások szerint a fő elemek - a hidrogén és a hélium - együttesen a Nap tömegének (atomi összetételének 99,9%-a) és valójában a Naprendszer egészének több mint 98%-át teszik ki. Mivel a Nap egy közönséges csillag, és sok más galaxis csillaga is ilyen típusú, összetétele általában jellemzi a világűr elemeinek bőségét. A csillagok evolúciójával kapcsolatos modern elképzelések azt sugallják, hogy a hidrogén és a hélium dominált a „fiatal” Napban, amely 4,5 milliárd évvel ezelőtt volt.

A Föld négy fő eleme a Nap kilenc leggyakoribb eleme közé tartozik, összetételében bolygónk jelentősen eltér a világűr egészétől. (Ugyanez elmondható a Merkúrról, a Vénuszról és a Marsról; a Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz azonban nem szerepel ezen a listán.) A Föld elsősorban vasból, oxigénből, szilíciumból és magnéziumból áll. Az összes biológiailag fontos könnyű elem hiánya (az oxigén kivételével) nyilvánvaló, és az Oparin-Urey elmélet szerint feltűnően szükséges a kémiai evolúció megindulásához. Tekintettel a könnyű elemek és különösen a nemesgázok szűkösségére, joggal feltételezhető, hogy a Föld eredetileg egyáltalán légkör nélkül alakult ki. A hélium kivételével minden nemesgáz – neon, argon, kripton és xenon – elegendő fajsúlyú ahhoz, hogy a Föld gravitációja megtartsa őket. A kripton és a xenon például nehezebb a vasnál. Mivel ezek az elemek nagyon kevés vegyületet alkotnak, nagy valószínűséggel a Föld primitív atmoszférájában léteztek gázok formájában, és nem tudtak elmenekülni, amikor a bolygó végre elérte jelenlegi méretét. De mivel a Föld több milliószor kevesebbet tartalmaz belőlük, mint a Nap, természetes az a feltételezés, hogy bolygónkon még soha nem volt a Naphoz hasonló összetételű légkör. A föld olyan szilárd anyagokból alakult ki, amelyek csak kis mennyiségű elnyelt vagy adszorbeált gázt tartalmaztak, így eleinte nem volt légkör. A modern légkört alkotó elemek láthatóan szilárd kémiai vegyületek formájában jelentek meg a primitív Földön; Ezt követően a radioaktív bomlásból származó hő hatására vagy a Föld felszaporodásával járó gravitációs energia felszabadulásával ezek a vegyületek gázokká bomlottak. A vulkáni tevékenység során ezek a gázok kiszabadultak a föld belsejéből, és primitív légkört alkottak.

A modern légkör magas argontartalma (körülbelül 1%) nem mond ellent annak a feltételezésnek, hogy a nemesgázok eredetileg hiányoztak a légkörből. A világűrben elterjedt argon izotóp atomtömege 36, míg a földkéregben a kálium radioaktív bomlása során képződő argon atomtömege 40. Az abnormálisan magas oxigéntartalom a Földön (összehasonlítva más könnyű elemek) azzal magyarázható, hogy ez az elem sok más elemmel kombinálva nagyon stabil szilárd vegyületeket, például szilikátokat és karbonátokat képez, amelyek a kőzetek részét képezik.

Urey feltételezései a primitív légkör redukáló természetéről a Föld magas vastartalmán alapultak (a teljes tömeg 35%-a). Úgy vélte, hogy a vas, amely ma a Föld magját alkotja, eredetileg többé-kevésbé egyenletesen oszlott el a teljes térfogatában. Ahogy a Föld felmelegedett, a vas megolvadt és a középpontjában összegyűlt. Azonban mielőtt ez megtörtént volna, a ma a Föld felső köpenyének nevezett vas kölcsönhatásba került a vízzel (amely a primitív Földön hidratált ásványok formájában volt jelen, hasonlóak az egyes meteoritokban találhatóakhoz); Ennek eredményeként hatalmas mennyiségű hidrogén került az őslégkörbe.

Az 1950-es évek eleje óta végzett kutatások a leírt forgatókönyv számos rendelkezését megkérdőjelezték. Egyes bolygótudósok kétségeiket fejezték ki azzal kapcsolatban, hogy a most a földkéregben koncentrálódó vas valaha is egyenletesen oszlik el a bolygó teljes térfogatában. Hajlamosak azt hinni, hogy a felszaporodás egyenetlenül ment végbe, és a vas kondenzált a ködből a többi elem előtt, amelyek jelenleg a Föld köpenyét és kérgét alkotják. Egyenetlen akkréció esetén a primitív atmoszférában a szabad hidrogéntartalomnak alacsonyabbnak kellett volna lennie, mint egyenletes folyamat esetén. Más tudósok inkább az akkréciót részesítik előnyben, de úgy haladnak, hogy ne vezessen redukáló légkör kialakulásához. Röviden, az elmúlt években a Föld kialakulásának különféle modelljeit elemezték, amelyek közül néhány több, mások kevésbé, összhangban vannak a korai légkör regeneratív természetére vonatkozó elképzelésekkel.

A Naprendszer kialakulásának hajnalán történt események rekonstrukciójára tett kísérletek elkerülhetetlenül sok bizonytalansággal járnak. A Föld keletkezése és a legősibb, geológiailag datálható kőzetek kialakulása közötti időintervallum, amely alatt az élet kialakulásához vezető kémiai reakciók lezajlottak, 700 millió év. Laboratóriumi kísérletek kimutatták, hogy a genetikai rendszer összetevőinek szintézise helyreállító környezetet igényel; Ezért azt mondhatjuk, hogy amióta élet keletkezett a Földön, ez a következőket jelentheti: vagy a primitív légkör volt redukáló jellegű, vagy az élet keletkezéséhez szükséges szerves vegyületeket hozták valahonnan a Földre. Mivel a meteoritok még ma is különféle szerves anyagokat hoznak a Földre, ez utóbbi lehetőség nem tűnik teljesen fantasztikusnak. A meteoritok azonban nyilvánvalóan nem tartalmazzák a genetikai rendszer felépítéséhez szükséges összes anyagot. Bár a meteorikus eredetű anyagok valószínűleg jelentős mértékben hozzájárultak a primitív Föld összes szerves vegyületkészletéhez, ma már az tűnik a legvalószínűbbnek, hogy a Föld körülményei olyan mértékben redukáló jellegűek voltak, hogy a szerves anyag képződése lehetségessé vált az élet megjelenése.

A modern biológusok kimutatták, hogy az élet kémiai jelenség, amely megnyilvánulásában különbözik más kémiai folyamatoktól genetikai tulajdonságok. Minden ismert élő rendszerben a nukleinsavak és fehérjék hordozói ezeknek a tulajdonságoknak. A nukleinsavak, fehérjék és az ezek alapján működő genetikai mechanizmusok hasonlósága a legkülönfélébb fajok szervezeteiben nem hagy kétséget afelől, hogy a Földön jelenleg élő összes élőlényt egy evolúciós lánc köti össze, amely összeköti őket a Földön létező fajokkal is. elmúlt és kihalt. Az ilyen evolúció a genetikai rendszerek munkájának természetes és elkerülhetetlen eredménye. Így a végtelen sokféleség ellenére bolygónkon minden élőlény ugyanahhoz a családhoz tartozik. Valójában csak egyetlen életforma létezik a Földön, amely csak egyszer keletkezhet.

A Föld biokémiájának fő eleme a szén. Ezt az elemet kémiai tulajdonságai különösen alkalmassá teszik olyan típusú nagy, információban gazdag molekulák kialakítására, amelyek a gyakorlatilag korlátlan evolúciós lehetőségekkel rendelkező genetikai rendszerek felépítéséhez szükségesek. Az űr is nagyon gazdag szénben, és számos adat (laboratóriumi kísérletek eredményei, meteoritelemzések és a csillagközi tér spektroszkópiája) arra utal, hogy az élő anyagot alkotóhoz hasonló szerves vegyületek képződése meglehetősen könnyen és egy helyen megy végbe. széles skálán az Univerzumban. Ezért valószínű, hogy ha máshol is létezik élet a világegyetemben, az szintén a szén kémiáján alapul.

A szénkémián alapuló biokémiai folyamatok csak akkor jöhetnek létre, ha a bolygón bizonyos hőmérséklet- és nyomásviszonyok, valamint megfelelő energiaforrás, légkör és oldószer jelenléte kombinálódik. Bár a víz oldószer szerepét tölti be a földi biokémiában, lehetséges, bár nem feltétlenül, hogy más oldószerek is részt vesznek a más bolygókon zajló biokémiai folyamatokban.

Az élet keletkezésének lehetőségének kritériumai

1. Hőmérséklet és nyomás

Ha helyes az a feltevés, hogy az életnek a szénkémián kell alapulnia, akkor pontosan meg lehet határozni a korlátozó feltételeket bármely, az életet fenntartani képes környezet számára. Először is, a hőmérséklet nem haladhatja meg a szerves molekulák stabilitási határát. A hőmérséklethatár meghatározása nem egyszerű, de pontos számokra nincs szükség. Mivel a hőmérséklet és a nyomás hatásai egymástól függenek, ezeket együtt kell figyelembe venni. Körülbelül 1 atm nyomást feltételezve (mint a Föld felszínén), megbecsülhető az élet felső hőmérsékleti határa, mivel a genetikai rendszert alkotó kis molekulák közül sok, például az aminosavak gyorsan elpusztulnak 200-300 °C hőmérsékleten. Ez alapján megállapíthatjuk, hogy a 250°C feletti hőmérsékletű területek lakatlanok. (Ez azonban nem jelenti azt, hogy az életet pusztán az aminosavak határozzák meg, csak a kis szerves molekulák tipikus képviselőiként választottuk őket.) Az élet tényleges hőmérsékleti határa szinte biztosan ennél alacsonyabb lehet, hiszen a komplexet tartalmazó nagy molekulák a háromdimenziós struktúrák, különösen az aminosavakból felépülő fehérjék általában érzékenyebbek a hőre, mint a kis molekulák. A Föld felszínén az élet felső hőmérsékleti határa megközelíti a 100°C-ot, és bizonyos típusú baktériumok ilyen körülmények között túlélnek meleg forrásokban. Az élőlények túlnyomó többsége azonban ezen a hőmérsékleten elpusztul.

Furcsának tűnhet, hogy az élet hőmérsékletének felső határa közel van a víz forráspontjához. Vajon ez az egybeesés éppen annak köszönhető, hogy a folyékony víz nem létezhet a forráspontja feletti hőmérsékleten (a földfelszínen 100°C), és nem magának az élőanyagnak néhány különleges tulajdonsága?

Sok évvel ezelőtt Thomas D. Brock, a termofil baktériumok szakértője azt javasolta, hogy az élet mindenhol megtalálható, ahol folyékony víz létezik, függetlenül annak hőmérsékletétől. A víz forráspontjának emeléséhez növelni kell a nyomást, mint például egy lezárt gyorsfőzőben. A fokozott fűtés hatására a víz gyorsabban felforr anélkül, hogy a hőmérséklete megváltozna. Természetes körülmények, amelyek között a folyékony víz a normál forráspontja feletti hőmérsékleten létezik, a víz alatti geotermikus aktivitású területeken találhatók meg, ahol a túlhevített víz a föld belsejéből ömlik ki a víz együttes hatására. légköri nyomásés az óceán vízrétegének nyomása. K. O. Stetter 1982-ben a geotermikus aktivitás zónájában 10 m mélységben felfedezett baktériumokat, amelyekre optimális hőmérséklet előhívása 105°C volt. Mivel a víz alatti nyomás 10 m mélységben 1 atm, a teljes nyomás ebben a mélységben elérte a 2 atm-t. A víz forráspontja ezen a nyomáson 121°C.

A mérések valóban azt mutatták, hogy ezen a helyen a víz hőmérséklete 103°C volt. Ezért az élet a víz normál forráspontja feletti hőmérsékleten lehetséges.

Nyilvánvaló, hogy a körülbelül 100 °C-os hőmérsékleten létező baktériumoknak van egy „titka”, amely a hétköznapi élőlényekből hiányzik. Mivel ezek a termofil formák gyengén vagy egyáltalán nem nőnek alacsony hőmérsékleten, jogos azt feltételezni, hogy a közönséges baktériumoknak is megvan a maguk „titka”. A magas hőmérsékleten való túlélést meghatározó kulcsfontosságú tulajdonság a hőstabil sejtkomponensek, különösen a fehérjék, nukleinsavak és sejtmembránok előállításának képessége. A hétköznapi élőlények fehérjéi 60°C körüli hőmérsékleten gyors és visszafordíthatatlan szerkezeti változásokon vagy denaturálódáson mennek keresztül. Ilyen például a csirketojás-albumin (tojásfehérje) főzés közbeni alvadása. A meleg forrásokban élő baktériumok fehérjéi addig nem tapasztalnak ilyen változásokat, amíg a hőmérséklet el nem éri a 90°C-ot. A nukleinsavak hődenaturációnak vannak kitéve. A DNS-molekulát ezután két alkotó szálra osztják. Ez általában a 85-100°C hőmérséklet-tartományban fordul elő, a DNS-molekulában lévő nukleotidok arányától függően.

A denaturáció tönkreteszi a fehérjék háromdimenziós szerkezetét (mindegyik fehérjére egyedi), ami szükséges a funkcióihoz, például a katalízishez. Ezt a szerkezetet gyenge kémiai kötések egész halmaza támogatja, melynek eredményeként a fehérjemolekula elsődleges szerkezetét képező lineáris aminosavsor egy adott fehérjére jellemző speciális konformációba illeszkedik. A háromdimenziós szerkezetet támogató kötések a fehérjemolekula különböző részein található aminosavak között jönnek létre. Az adott fehérjére jellemző aminosav-szekvenciára vonatkozó információkat tartalmazó gén mutációi az aminosavak összetételének megváltozásához vezethetnek, ami viszont gyakran befolyásolja annak termikus stabilitását. Ez a jelenség megnyitja az ajtót a hőstabil fehérjék evolúciója előtt. A hőforrásokban élő baktériumok nukleinsavainak és sejtmembránjainak termikus stabilitását biztosító molekulaszerkezet is láthatóan genetikailag meghatározott.

Mivel a növekvő nyomás megakadályozza, hogy a víz a normál forráspontján felforrjon, a biológiai molekulákban a magas hőmérsékletnek való kitettséggel összefüggő károsodások egy része is megelőzhető. Például több száz atmoszféra nyomása elnyomja a fehérjék termikus denaturálódását. Ez azzal magyarázható, hogy a denaturáció hatására a fehérjemolekula helikális szerkezete feltekercselődik, amit térfogatnövekedés kísér. A térfogat növekedésének megakadályozásával a nyomás megakadályozza a denaturációt. Sokkal magasabb nyomáson, 5000 atm vagy nagyobb nyomáson maga válik a denaturáció okozójává. Ennek a jelenségnek a mechanizmusa, amely a fehérjemolekula kompressziós megsemmisítésével jár, még nem tisztázott. A nagyon nagy nyomásnak való kitettség a kis molekulák termikus stabilitását is növeli, mivel a nagy nyomás megakadályozza a kémiai kötések felbomlása miatti térfogatnövekedést. Például légköri nyomáson a karbamid gyorsan lebomlik 130 °C-on, de legalább egy órán át stabil 200 °C-on és 29 ezer atm nyomáson.

Az oldatban lévő molekulák teljesen eltérően viselkednek. Amikor oldószerrel kölcsönhatásba lépnek, gyakran magas hőmérsékleten szétesnek. Az ilyen reakciók általános neve szolvatáció; Ha az oldószer víz, a reakciót hidrolízisnek nevezzük.

A hidrolízis a fő folyamat, amelynek során a fehérjék, nukleinsavak és sok más összetett biológiai molekula elpusztul a természetben. A hidrolízis például az állatok emésztési folyamata során megy végbe, de az élő rendszereken kívül is, spontán módon, különösen magas hőmérsékleten. A szolvolitikus reakciók során fellépő elektromos mezők elektrostrikció révén az oldat térfogatának csökkenéséhez vezetnek, pl. a szomszédos oldószermolekulák megkötése. Ezért arra kell számítani, hogy a nagy nyomás felgyorsítja a szolvolízis folyamatát, és ezt a kísérletek is megerősítik.

Mivel úgy gondoljuk, hogy létfontosságú folyamatok csak oldatokban játszódnak le, ebből következik, hogy a nagy nyomás nem tudja megemelni az élet hőmérsékletének felső határát, legalábbis olyan poláris oldószerekben, mint a víz és az ammónia. A 100°C körüli hőmérséklet valószínűleg ésszerű határ. Amint látni fogjuk, ez kizárja az as mérlegelést lehetséges helyek a Naprendszer számos bolygójának élőhelye.

2. Atmoszféra

A bolygó lakhatóságának következő feltétele a légkör jelenléte. A könnyű elemek meglehetősen egyszerű vegyületei, amelyek feltételezésünk szerint az élő anyag alapját képezik, általában illékonyak, azaz széles hőmérsékleti tartományban gáz halmazállapotúak. Nyilvánvalóan az ilyen vegyületek szükségszerűen az élő szervezetekben zajló anyagcsere-folyamatok során, valamint az elhalt szervezetekre gyakorolt ​​hő- és fotokémiai hatások során keletkeznek, amelyeket gázok légkörbe való kibocsátása kísér. Ezek a gázok, amelyeknek a Földön a legegyszerűbb példái a szén-dioxid (szén-dioxid), a vízgőz és az oxigén, végül bekerülnek az élő természetben előforduló anyagok körforgásába. Ha a föld gravitációja nem bírná őket, akkor elpárolognának a világűrbe, bolygónk végül kimerítené a könnyűelemek „tartalékait”, és megszűnne rajta az élet. Így, ha élet keletkezne valamilyen kozmikus testen, amelynek gravitációs tere nem volt elég erős ahhoz, hogy légkört tartson fenn, akkor nem létezhet sokáig.

Feltételezik, hogy élet létezhet az égitestek, például a Hold felszíne alatt, amelyeknek vagy nagyon vékony a légköre, vagy egyáltalán nincs légköre. Ez a feltételezés azon a tényen alapul, hogy a gázok megragadhatók a felszín alatti rétegben, amely az élő szervezetek természetes élőhelyévé válik. De mivel minden élőhely, amely a bolygó felszíne alatt keletkezett, megfosztva a fő biológiailag fontos energiaforrástól - a Naptól, egy ilyen feltételezés csak az egyik problémát helyettesíti a másikkal. Az életnek szüksége van mind az anyag, mind az energia folyamatos beáramlására, de ha az anyag részt vesz a keringésben (ez határozza meg a légkör szükségességét), akkor az energia a termodinamika alaptörvényei szerint másként viselkedik. A bioszféra mindaddig képes működni, amíg energiával látják el, bár különféle forrásai nem egyenértékűek. Például a Naprendszer nagyon gazdag hőenergiában - sok bolygó mélyén hő termelődik, beleértve a Földet is. Nem ismerünk azonban olyan organizmusokat, amelyek életfolyamataik energiaforrásaként tudnák felhasználni. A hő energiaforrásként való felhasználásához a testnek valószínűleg hőmotorként kell működnie, azaz hőt kell továbbítania egy magas hőmérsékletű területről (például egy benzinmotor hengeréből) egy alacsony hőmérsékletű területre ( a radiátorhoz). Ebben a folyamatban az átadott hő egy része munkává alakul. De ahhoz, hogy az ilyen hőmotorok hatékonysága kellően magas legyen, a „fűtő” magas hőmérsékletére van szükség, és ez azonnal óriási nehézségeket okoz az élő rendszerek számára, mivel számos további problémát okoz.

E problémák egyikét sem a napfény okozza. A nap állandó, gyakorlatilag kimeríthetetlen energiaforrás, amely bármilyen hőmérsékleten könnyen felhasználható kémiai folyamatokban. Bolygónk élete teljes mértékben a napenergiától függ, ezért természetes az a feltételezés, hogy a Naprendszerben sehol máshol nem alakulhat ki élet az ilyen típusú energia közvetlen vagy közvetett fogyasztása nélkül.

Az a tény, hogy egyes baktériumok képesek élni a sötétben, csak szervetlen anyagokat használnak fel táplálkozásra, és szén-dioxidot, mint egyedüli szénforrást, nem változtat a dolog lényegén. Az ilyen organizmusok, amelyeket kemolitoautotrófoknak neveznek (ami szó szerint azt jelenti: szervetlen vegyi anyagokkal táplálkoznak), a szén-dioxid szerves anyagokká történő átalakításához szükséges energiát a hidrogén, a kén vagy más szervetlen anyagok oxidálásával nyerik. De ezek az energiaforrások, ellentétben a Nappal, kimerültek, és használat után nem állíthatók helyre a napenergia részvétele nélkül. Így a hidrogén, amely egyes kemolitoautotrófok fontos energiaforrása, anaerob körülmények között (például mocsarakban, tavak fenekén vagy az állatok gyomor-bélrendszerében) a növényi anyagok baktériumainak hatására bomlás útján képződik, amely természetesen maga is a fotoszintézis során keletkezik. A kemolitoautotrófok ezt a hidrogént használják metán és a sejtek életéhez szükséges anyagok előállítására szén-dioxidból. A metán bejut a légkörbe, ahol hatására lebomlik napfény hidrogén és egyéb termékek képződésével. A Föld légköre 0,5 ppm koncentrációban tartalmaz hidrogént; szinte az egész a baktériumok által felszabaduló metánból keletkezett. A vulkánkitörések során hidrogén és metán is kerül a légkörbe, de jóval kisebb mennyiségben. A légkör másik jelentős hidrogénforrása a felső atmoszféra, ahol a nap UV-sugárzásának hatására a vízgőz lebomlik, és hidrogénatomok szabadulnak fel, amelyek kijutnak a légkörbe. hely.

A különféle állatok – halak, kagylók, kagylók, óriásférgek stb. – számos populációja, amelyekről megállapították, hogy a Csendes-óceán 2500 méteres mélységében felfedezett forró források közelében élnek, néha azt a képességet tulajdonítják, hogy képesek a tengertől függetlenül is létezni. napenergia. Több ilyen zóna ismert: az egyik a Galápagos-szigetcsoport közelében, a másik körülbelül 21°-kal északnyugatra, Mexikó partjainál. Az óceán mélyén köztudottan szűkösek az élelmiszerkészletek, és az első ilyen populáció felfedezése 1977-ben azonnal felvetette táplálékforrásuk kérdését. Az egyik lehetőségnek látszik az óceán fenekén felhalmozódó szerves anyag, a biológiai tevékenység során keletkező hulladék hasznosítása a felszíni rétegben; a melegvíz vertikális kibocsátásából származó vízszintes áramlatok a geotermikus tevékenység területére szállítják. A túlhevített víz felfelé mozgása alsó vízszintes hidegáramok képződését okozza, amelyek a kiengedési pont felé irányulnak. Feltételezik, hogy a szerves maradványok ilyen módon halmozódnak fel itt.

Egy másik tápanyagforrás vált ismertté, miután kiderült, hogy a termálforrás vize kénhidrogént (H 2 S) tartalmaz. Lehetséges, hogy a kemolitoautotróf baktériumok a tápláléklánc elején helyezkednek el. Amint a további kutatások kimutatták, a kemolitoautotrófok valóban a fő szervesanyag-források a termálforrások ökoszisztémájában.

Mivel ezeknek a mélytengeri közösségeknek az „üzemanyaga” a Föld mélyén képződő hidrogén-szulfid, általában élő rendszernek tekintik őket, amelyek képesek napenergia nélkül is. Ez azonban nem teljesen igaz, hiszen az oxigén, amit az „üzemanyag” oxidálására használnak, fotokémiai átalakulások terméke. Csak két jelentős szabad oxigénforrás van a Földön, és mindkettő a naptevékenységhez kapcsolódik.

Az óceán fontos szerepet játszik a mélytengeri ökoszisztémában, mert olyan termikus környezetet biztosít az élőlények számára, amely nélkül nem tudna létezni. Az óceán nemcsak oxigénnel látja el őket, hanem minden szükséges tápanyagot is, kivéve a hidrogén-szulfidot. Eltávolítja a hulladékot. És azt is lehetővé teszi, hogy ezek a szervezetek új területekre költözzenek, ami szükséges a túlélésükhöz, mivel a források rövid életűek - becslések szerint élettartamuk nem haladja meg a 10 évet. Az egyes termálforrások közötti távolság az óceán egy területén 5-10 km.

3. Oldószer

Jelenleg ez elfogadott szükséges feltétel az élet az egyik vagy olyan típusú oldószer jelenléte is. Az élő rendszerekben végbemenő számos kémiai reakció lehetetlen lenne oldószer nélkül. A Földön ilyen biológiai oldószer a víz. Az élő sejtek fő alkotóeleme, és az egyik leggyakoribb vegyület a Föld felszínén. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a vizet alkotó kémiai elemek széles körben elterjedtek a világűrben, a víz kétségtelenül az egyik leggyakoribb vegyület az Univerzumban. De annak ellenére, hogy mindenhol olyan sok a víz. A Föld az egyetlen bolygó a Naprendszerben, amelynek felszínén óceán található; ez egy fontos tény, amelyre később még visszatérünk.

A víz számos különleges és váratlan tulajdonsággal rendelkezik, amelyeknek köszönhetően biológiai oldószerként - az élő szervezetek természetes élőhelyeként - szolgálhat. Ezek a tulajdonságok határozzák meg fő szerepét a Föld hőmérsékletének stabilizálásában. Ezek a tulajdonságok a következők: magas olvadáspont (olvadás) és forráspont; nagy hőkapacitás; széles hőmérséklet-tartomány, amelyen belül a víz folyékony állapotban marad; nagy dielektromos állandó (ami nagyon fontos az oldószer számára); fagypont közelében tágulási képesség. Ezek a kérdések átfogó fejlesztést kaptak, különösen L.J. Henderson (1878-1942), a Harvard Egyetem kémiaprofesszora.

A modern kutatások kimutatták, hogy a víz ilyen szokatlan tulajdonságai annak köszönhetők, hogy molekulái hidrogénkötést tudnak kialakítani egymással és más oxigén- vagy nitrogénatomot tartalmazó molekulákkal. A valóságban a folyékony víz aggregátumokból áll, amelyekben az egyes molekulák hidrogénkötésekkel kapcsolódnak egymáshoz. Emiatt annak a kérdésnek a tárgyalásakor, hogy milyen nemvizes oldószereket használhatnának más világok élő rendszerei, különös figyelmet fordítanak az ammóniára (NH 3), amely szintén hidrogénkötéseket képez, és számos, a vízhez hasonló tulajdonsággal rendelkezik. Más, hidrogénkötések kialakítására képes anyagokat is megneveznek, különösen a hidrogén-fluoridot (HF) és a hidrogén-cianidot (HCN). Az utolsó két vegyület azonban nem valószínű, hogy alkalmas erre a szerepre. A fluor ritka elem: a megfigyelhető Univerzumban minden fluoratomhoz 10 000 oxigénatom tartozik, így nehéz elképzelni olyan körülményeket bármely bolygón, amely kedvezne egy HF-ből, nem pedig H 2 O-ból álló óceán kialakulásának. Ami a hidrogént illeti. cianid (HCN ), alkotóelemei bőségesen megtalálhatók a világűrben, de ez a vegyület termodinamikailag nem elég stabil. Ezért nem valószínű, hogy valaha is nagy mennyiségben felhalmozódhatna bármely bolygón, bár, mint korábban említettük, a HCN fontos (bár átmeneti) köztes termék a szerves anyagok prebiológiai szintézisében.

Az ammónia meglehetősen gyakori elemekből áll, és bár kevésbé stabil, mint a víz, még mindig elég stabil ahhoz, hogy lehetséges biológiai oldószernek tekintsük. 1 atm nyomáson 78-33°C hőmérséklet-tartományban folyékony állapotban van. Ez a tartomány (45°) sokkal szűkebb, mint a víz megfelelő tartománya (100°C), de lefedi a hőmérsékleti skála azon tartományát, ahol a víz nem tud oldószerként működni. Az ammóniával kapcsolatban Genderson rámutatott, hogy ez az egyetlen ismert vegyület, amely biológiai oldószerként tulajdonságaiban megközelíti a vizet. De végül a tudós visszavonta kijelentését a következő okok miatt. Először is, az ammónia nem tud elegendő mennyiségben felhalmozódni egyetlen bolygó felszínén sem; másrészt a vízzel ellentétben nem tágul fagyponthoz közeli hőmérsékleten (aminek következtében teljes tömege teljesen szilárd, fagyott állapotban maradhat), végül pedig oldószerként való megválasztása kizárja az oxigén felhasználásának előnyeit. biológiai reagensként . Henderson nem nyilvánított határozott véleményt azokról az okokról, amelyek megakadályozzák az ammónia felhalmozódását a bolygók felszínén, de ennek ellenére igaza volt. Az ammóniát a nap UV-sugárzása könnyebben tönkreteszi, mint a vizet, azaz molekuláit hosszabb hullámhosszú, kevesebb energiát hordozó sugárzás bomlik le, ami széles körben képviselteti magát a napspektrumban. A reakció során keletkező hidrogén a bolygókról (a legnagyobbakat kivéve) elpárolog a világűrbe, míg a nitrogén megmarad. A napsugárzás hatására a légkörben is elpusztul a víz, de csak sokkal rövidebb hullámhosszon, mint ami az ammóniát elpusztítja, a felszabaduló oxigén (O 2) és ózon (O 3) pedig olyan képernyőt alkot, amely nagyon hatékonyan védi a Földet. a halálos UV-sugárzástól.-sugárzás. Ily módon a légköri vízgőz fotodestrukciójának önkorlátozása következik be. Az ammónia esetében hasonló jelenség nem figyelhető meg.

Ezek az érvek nem vonatkoznak az olyan bolygókra, mint a Jupiter. Mivel a hidrogén bőségesen van jelen a bolygó légkörében, mint állandó összetevője, ésszerű feltételezni az ammónia jelenlétét. Ezeket a feltételezéseket megerősítik a Jupiter és a Szaturnusz spektroszkópiai vizsgálatai. Nem valószínű, hogy folyékony ammónia van ezeken a bolygókon, de a fagyott kristályokból álló ammóniafelhők létezése teljesen lehetséges.

A víz kérdését tágabb értelemben véve nincs jogunk eleve kijelenteni vagy tagadni, hogy a víz mint biológiai oldószer helyettesíthető más vegyületekkel. A probléma megvitatása során gyakran hajlamosak az egyszerűsítésre, mivel általában csak az alternatív oldószerek fizikai tulajdonságait veszik figyelembe. Ugyanakkor azt a tényt, hogy Henderson megjegyezte, lekicsinylik vagy teljesen figyelmen kívül hagyják, nevezetesen: a víz nemcsak oldószerként szolgál, hanem aktív résztvevője is a biokémiai reakcióknak. A vizet alkotó elemek zöld növényekben hidrolízissel vagy fotoszintézissel „beépülnek” az élő szervezetek anyagaiba (lásd a 4. reakciót). Egy más oldószeren alapuló élő anyag kémiai szerkezetének, akárcsak a teljes biológiai környezetnek, szükségszerűen másnak kell lennie. Más szóval, az oldószer megváltoztatása elkerülhetetlenül rendkívül mélyreható következményekkel jár. Senki sem próbálta komolyan elképzelni őket. Egy ilyen próbálkozás aligha ésszerű, mert nem jelent többet vagy kevesebbet, mint egy új világ projektjét, és ez egy nagyon kétes törekvés. Egyelőre még a víz nélküli élet lehetőségére vonatkozó kérdésre sem tudunk válaszolni, és aligha fogunk tudni erről valamit, amíg nem fedezünk fel példát a vízmentes életre.

Felrobbanhat

Fekete tenger?

1891-ben A. Lebedintsev professzor kiemelte az első vízmintát a Fekete-tenger mélyéről. A minta azt mutatta, hogy a 183 méter alatti víz hidrogén-szulfiddal telített. A későbbi vizsgálatok megerősítették, hogy a Fekete-tenger a világ legnagyobb hidrogén-szulfid medencéje. 3500-4000 évvel ezelőtt a Gibraltári-szoros nem létezett, és a Földközi-tenger két medencére oszlott: a külső tengerre Szicíliától nyugatra és a beltengerre keletre. Ezeknek a tengereknek a szintje lényegesen alacsonyabb volt, mint ma. Abban az időben a Fekete-tenger (Euxine Pontus) édesvízű volt, és e tengerek fő utánpótlása a Boszporuszon (Bosporuson) keresztül érkezett a Fekete-tenger medencéjének folyóinak nagyobb áramlása miatt. 3500 évvel ezelőtt Európa kérgének jelentős elmozdulásai történtek nyugati irányba, kialakult a Gibraltári-szoros, és a sós óceánvíz a mai szintre emelte e tengerek szintjét.

A Fekete-tenger leggazdagabb édesvízi növény- és állatvilága elpusztult és a fenékre süllyedt. A fehérjeanyagok fenéken történő bomlása hidrogén-szulfiddal és metánnal telítette a fenékvizeket. Ezt követően a hidrogén-szulfid szintje megemelkedett, és napjainkban 200-100 méteres mélységben marad. 1982 augusztusában a tenger keleti részén 60 méteres mélységben hidrogén-szulfidot fedeztek fel, melynek emelkedése „kupolájának” átmérője elérte a 120 km-t. Ősszel a hidrogén-szulfid szintje 150 méterre csökkent. Ez azt jelzi, hogy a tengerfenék egy szakaszán egy földrengés következtében jelentős hidrogén-szulfid szabadult fel a mélyből.

Különféle hipotézisek léteznek a hidrogén-szulfid mélységben való visszatartásának okait illetően. Egyes tudósok szerint a hidrogén-szulfidot oldott állapotban csak a fedő vízrétegek (10-20 atmoszféra) jelentős nyomása tartja vissza. Ha eltávolítja ezt a „dugót”, a víz „forrni fog”, és a hidrogén-szulfid gyorsan felszabadul belőle gáz formájában (hasonlóan egy üveg szénsavas vízzel).

10 évvel ezelőtt egy kis afrikai tó környékén egy földrengés következtében kénhidrogén szabadult ki belőle. A gáz két-három méteres rétegben terjedt a partok mentén, ami az összes élőlény fulladásos halálához vezetett. Emlékszem az 1927-es krími földrengés szemtanúinak történetére is. Aztán vihar tört ki, és a jaltai lakosok döbbent szeme lángokat látott a tengerben - a tenger lángra kapott! Így a hidrogén-szulfid jelenléte a Fekete-tengerben igen komoly veszélyt jelent a medencéjében található országok lakosságára.

Ez a veszély különösen nagy az alacsony domborzatú tengerparti területeken, például Colchisban. Colchisban 1614-ben (a Tsaish komplexum megsemmisülése), 1785-ben, 1905-ben, 1958-ban és 1959-ben nagy erejű földrengések voltak. Szerencsére mindegyik nem érintette a tengerfenéket. Sokkal veszélyesebb a helyzet a Krímben (a Krím hajlamos a tenger felé csúszni) és Törökország partjai mentén, ahol mobil kéreghibák vannak. Csak egy módja van annak, hogy csökkentsük a „robbanás” veszélyét a Fekete-tengeren a hidrogén-szulfid üzemanyagként való intenzív gazdasági felhasználásával. A mélyvíz ülepítő tartályokon keresztül történő szivattyúzása korlátlan mennyiségű gázt biztosít, amely robbanásbiztos adagolású hőerőművekben felhasználható. A kénhidrogén ilyen központosított égetésével a környezeti helyzet károsítása nélkül megoldható a kéntartalmú égetési hulladék felhasználása. Az „Öko – Fekete-tenger-90” nemzetközi konferencia fenyegető képet festett a tengeri ökoszisztémára nehezedő antropogén terhelésről – csak a Duna és a Dnyeper évente 30 tonna higanyt és egyéb mérgeket szállít a tengerbe. A tengeri halállomány tízszeresére csökkent. Kapcsolatban Földközi-tenger A Kék Terv az ENSZ égisze alatt valósul meg. Európában 110 egyetem és egyéb szervezet kapcsolódik hozzá. Csak a Fekete-tengernek nincs egységes mentési terve. És sürgősen szükség van rá.

A hidrogén-szulfid képződésének okai a vízben.

A hidrogén-szulfid és a kénvegyületek, szulfidok és a kén egyéb redukált formái nem jellemző és állandó összetevői a tengervizeknek.

Bizonyos körülmények között azonban a hidrogén-szulfid és a szulfidok jelentős mennyiségben halmozódhatnak fel a tenger mély rétegeiben. Meglehetősen magas hidrogén-szulfid tartalmú területek olykor még kis mélységben is kialakulhatnak. De a hidrogén-szulfid átmeneti felhalmozódása a tengerben nem kívánatos, mivel megjelenése a tengeri fauna halálát okozza. Ugyanakkor a hidrogén-szulfid jelenléte a tengervízben bizonyos hidrológiai viszonyok jellemző mutatója, valamint az oldott oxigén intenzív fogyasztása és nagyszámú, különböző eredetű könnyen oxidálható anyag jelenléte.

A hidrogén-szulfid fő forrása a tengerben az oldott szulfátok biokémiai redukciója (szulfátmentesítési folyamat). A tengerben a szulfátmentesítést egy speciális típusú anaerob szulfátmentesítő baktériumok tevékenysége okozza, amelyek a szulfátokat szulfidokká redukálják, ez utóbbiakat az oldott szénsav hidrogén-szulfiddá bontja. Ez a folyamat sematikusan a következőképpen ábrázolható:

CaS + NaCO 3 → CaCO 3 + H 2 S.

A valóságban ez a folyamat bonyolultabb, és a hidrogén-szulfid zónában nemcsak szabad kénhidrogén található, hanem más szulfátredukciós termékek (szulfidok, hidroszulfitok, hiposzulfitok stb.) is.

A hidrokémiai gyakorlatban a kénvegyületek redukált formáinak tartalmát általában kénhidrogén-ekvivalensben fejezik ki. Csak speciális, speciálisan tervezett vizsgálatokban határozzák meg külön a kén különféle redukált formáit. Ezeket a meghatározásokat itt nem tárgyaljuk.

A második hidrogén-szulfid forrás a tengerben az elhalt szervezetek kénben gazdag fehérje szerves maradványainak anaerob lebontása. A megfelelő mennyiségű oldott oxigén jelenlétében lebomló kéntartalmú fehérjék oxidálódnak, és a bennük lévő kén szulfátionokká alakul. Anaerob körülmények között a kéntartalmú fehérjeanyagok lebomlása a kén ásványi formáinak, azaz hidrogén-szulfidnak és szulfidoknak a kialakulásához vezet.

A Balti- és Azovi-tengerben, valamint más tengerek egyes ajkain és öbleiben az anaerob körülmények átmeneti előfordulásának eseteit és a kapcsolódó hidrogén-szulfid felhalmozódását figyelték meg. A hidrogén-szulfiddal szennyezett tengeri medence klasszikus példája a Fekete-tenger, ahol csak a felső, viszonylag vékony felszíni réteg mentes a hidrogén-szulfidtól.

Az anaerob körülmények között keletkező hidrogén-szulfid és szulfidok könnyen oxidálódnak, ha oldott oxigént adnak be, például a felső, jól levegőztetett vízrétegek és a hidrogén-szulfiddal szennyezett mély vizek széllökése során. Mivel a hidrogén-szulfid és a kénvegyületek tengerben való átmeneti felhalmozódása is jelentős jelentőséggel bír, mint a vízszennyezés és a tengeri fauna pusztulásának jelzője, előfordulásának megfigyelése feltétlenül szükséges a tenger hidrokémiai rezsimjének tanulmányozásakor.

Összességében 2 fő módszer létezik a hidrogén-szulfid mennyiségének és koncentrációjának meghatározására a Fekete-tengerben: Volumetrikus analitikai módszer és Kolorimetriás módszer, de ezek a módszerek metrológiailag nem hitelesítettek.

Hidrogén-szulfid boom.

Amint azt korábban említettük, a Fekete-tenger jellemzője egy „hidrogén-szulfid réteg” jelenléte benne. Száz éve fedezte fel egy orosz csónakos, aki megszagolta a mélybe süllyesztett kötelet, amely enyhén rohadt tojásszagú volt. A „hidrogén-szulfid réteg” szintje ingadozik, határa olykor mindössze 50 m mélységig emelkedik.1927-ben nagy földrengés Még „tengeri tüzek” is voltak, és lángoszlopokat figyeltek meg a tengerben Szevasztopol és Evpatoria közelében.

A Szovjetunióban a peresztrojka egybeesett a hidrogén-szulfid réteg újabb emelkedésével, és a glasznoszty pikáns információkat adott az újságoknak az 1927-es „tengeri tüzekről” (korábban, amikor nem volt szokás megijeszteni az embereket, ezt az információt nem tették közzé széles körben). Kényelmes feltételek alakultak ki egy jelentős fellendüléshez, és „feltekerték”. Íme, példák az 1989-1990 közötti hisztérikus előrejelzésekre. csak a központi újságokban:

"Irodalmi Újság": "Mi lesz, ha ne adj isten, új földrengés lesz a Fekete-tenger partjainál? Még több tengeri tüz? Vagy egyetlen villanás, egy hatalmas fáklya? A hidrogén-szulfid gyúlékony és mérgező, több százezer tonna kénsav lesz az égen."

"Working Tribune": "Elegendő egy kis földrengés ahhoz, hogy a hidrogén-szulfid a Fekete-tenger felszínére kerüljön és lángra lobbanjon - és a partja sivataggá változik."

"Szigorúan titkos": "Elegendő a légköri nyomás és a függőleges áramlás hirtelen csökkenésének időbeni és térbeli egybeesése. Forrás után a víz mérgező gyúlékony gázgőzökkel telíti a levegőt. Ahová a halálos felhő sodródik - csak Isten Áldozatokat okozhat a tengerparton, talán pillanatok alatt, ha egy utasszállító repülőgépből "repülő holland" lesz.

Végül maga M. S. Gorbacsov figyelmeztette a világot a Szovjetunióból érkező apokalipszisre. A Nemzetközi Környezetvédelmi és Fejlesztési Fórum a Túlélésért (mi a fórum neve!) pódiumáról kijelentette: „A Fekete-tengerben az elmúlt évtizedekben a hidrogén-szulfid réteg felső határa mélyről emelkedett. 200-75 m-re a felszíntől. Még egy kicsit, és a Boszporusz küszöbén keresztül eljut a Márvány-tengerhez, az Égei-tengerhez és a Földközi-tengerhez." Ez a nyilatkozat a Pravdában jelent meg. Tudósok – oceanológusok és vegyészek egyaránt – megpróbálták elmagyarázni a politikusoknak, hogy mindez tudatlan ostobaság (ezt naivan gondolták). Tudományos folyóiratokban jól ismert adatok jelentek meg:

1. Az 1927-es „tengeri tüzeknek” semmi közük a hidrogén-szulfidhoz. A hidrogén-szulfid zóna határától 60-200 km-re található helyeken figyelték meg. Ennek oka az, hogy földrengés során a Krivoy Rog-Evpatoria tektonikus töréséből természetes metángáz kerül a felszínre. Ez egy gázhordozó terület, ahol gáztermelés céljából fúrást végeznek, ezen a vízterületen rendszeresen megfigyelhető a földgázszivárgás „fáklyák” formájában. Mindez jól ismert, és az, hogy minden nagyobb újság megtagadja ennek a tudományos bizonyítványnak a közzétételét, egyenesen jelzi, hogy szándékos dezinformációról volt szó.

2. A Fekete-tenger vizében a hidrogén-szulfid maximális koncentrációja 13 mg/l, ami 1000-szer kevesebb, mint amennyi ahhoz szükséges, hogy gáz formájában kikerüljön a vízből. Ezerszer! Ezért szó sem lehet semmilyen gyulladásról, a part pusztításáról és a hajók égéséről. Az emberek több száz éve használják gyógyászati ​​célokra Matsesta kénhidrogén-forrásait (talán még maga M. S. Gorbacsov is élvezte őket). Soha nem hallottunk robbanásról vagy tűzesetről, ott még a hidrogén-szulfid szaga is elviselhető. De a hidrogén-szulfid tartalma Matsesta vizében több százszor magasabb, mint a Fekete-tenger vizében. Voltak olyan esetek, amikor az emberek a bányákban nagyon koncentrált hidrogén-szulfid-sugárral találkoztak. Ez emberek mérgezéséhez vezetett, de soha nem voltak és nem is történhettek robbanások – a hidrogén-szulfid robbanásveszélyes koncentrációjának küszöbértéke a levegőben nagyon magas.

3. A hidrogén-szulfid halálos koncentrációja a levegőben 670-900 mg köbméterenként. De még 2 mg/köbméter koncentrációnál is elviselhetetlen a hidrogén-szulfid szaga. Ám ha a Fekete-tenger teljes „hidrogén-szulfidos rétegét” hirtelen a felszínre dobja valamilyen ismeretlen erő, a levegő kénhidrogén-tartalma sokszorosa lesz az elviselhetetlen szagszintnek. Ez azt jelenti, hogy több ezerszer alacsonyabb, mint az egészségre veszélyes szint. Tehát mérgezésről szó sem lehet.

4. Az oceanológusok által M. S. Gorbacsov kijelentésével kapcsolatosan a világóceán szintjének és légköri nyomásának ingadozásaira vonatkozó összes elképzelhető rezsim matematikai modellezése a Fekete-tenger felett megmutatta, hogy a hidrogén-szulfid áramlása a tengerbe. Marmara és azon túl, a szívének kedves nyugati civilizáció mérgezésével teljesen lehetetlen – még akkor is, ha az ismert trópusi ciklonok közül a legerősebb áthalad Jalta felett.

Mindezt alaposan tudták, a Fekete-tenger hidrogén-szulfid-anomáliáját száz éve tanulmányozza a világ számos tudósa. Amikor a szovjet sajtó elindította ezt a fellendülést, számos tekintélyes tudós, köztük akadémikusok (!) fordultak az újságokhoz – nem egy közülük vállalta, hogy megnyugtató tájékoztatást ad. A legnépszerűbb kiadvány, amelybe sikerült bekerülnünk, a Szovjetunió Tudományos Akadémia „Nature” folyóirata, a tudósok magazinja volt. De nem lehetett összehasonlítani sem a Pravda, sem a Literaturnaja Gazeta, sem az Ogonyok akkori forgalmával, sem a televízió hatásával.

Oceanológusok egy csoportja (T. A. Aizatulin, D. Ya. Fashchuk és A. V. Leonov) éleslátással zárja az egyik utolsó, a problémával foglalkozó cikkét az All-Union Chemical Society folyóiratában (1990. 4. szám): „Együttműködés kiemelkedő külföldi kutatókkal a hazai tudósok nyolc generációja halmozott fel hatalmas tudást a Fekete-tenger hidrogén-szulfid zónájáról. És mindez az évszázad alatt felhalmozott tudás igénytelennek, szükségtelennek bizonyult. A legdöntőbb időben felváltotta a mítoszteremtés.

Ez a helyettesítés nem csupán egy újabb bizonyítéka annak a társadalmi szférának, amelyhez a tudomány tartozik. Ez véleményünk szerint számos sajátosság miatt egyértelműen társadalmi katasztrófa jele. A sajátosságok abban rejlenek, hogy minden szinten egy nagyon specifikus, egyértelműen mért tárgyról szóló megbízható mennyiségi tudást, amellyel kapcsolatban a világ tudományos közösségében nincs érdemi nézeteltérés, felváltotta a következményeiben veszélyes mítosz. Ez a tudás könnyen ellenőrizhető olyan általánosan beszerezhető mérőeszközökkel, mint a kötél és a csónakos orr. Az ezzel kapcsolatos információk könnyen beszerezhetők tíz perctől egy órán belül a szokásos információs csatornákon, vagy telefonon a Szovjetunió Tudományos Akadémia bármely óceántani intézetéhez, a Hidrometeorológiai Szolgálathoz vagy a Halászati ​​Minisztériumhoz. És ha egy ilyen jól körülhatárolható tudás kapcsán a mítoszokkal való helyettesítés lehetségesnek bizonyult, akkor erre mindenképpen számítanunk kell az olyan ellentmondásos és kétértelmű tudásterületeken, mint a közgazdaságtan és a politika.

A sok válság, amelybe társadalmunk belezuhan, mesterséges eredetű mocsár. Csak fekve lehet belefulladni. Ennek az áttekintésnek a célja, hogy megadja a térségünk válságos mocsarának topográfiáját, megmutassa a horizont jelenlétét, amely az embert a hasáról a lábára emeli."

Mint ismeretes, a mesterségesen kialakított mocsárban nem lehetett „hasáról talpra emelni” a szovjet embert – az érdeklődő, talpon álló tudatmanipulátorok ezt nem engedték. Most patológusként tanulmányozzuk ezt az esetet – boncolást végzünk. De a folytatás is nagyon érdekes - még élő tudattal.

Miután a hidrogén-szulfidos pszichózis valódi célját (egy nagyobb program részeként) elértük, hirtelen mindenki megfeledkezett a hidrogén-szulfidról, valamint a madáretetéshez használt fehérje- és vitamin-adalékanyagok gyárairól. Ám 1997. július 7-én ugyanilyen hirtelen, sok évnyi teljes hallgatás után ismét műsort adtak a televízióban a hidrogén-szulfid veszélyéről. Ezúttal egy delírium indult be a tudatba, messze elmaradva az 1989-es előrejelzésektől. A Fekete-tenger teljes hidrogén-szulfidjának olyan erővel való felrobbanását ígérték, hogy az akár egy detonátor atomrobbanás urán, amelynek lelőhelyei a Kaukázusban vannak! Így a hidrogén-szulfidhoz kapcsolódtak nukleáris fegyverek- a modern veszély szimbóluma.

Tehát felrobbanhat a Fekete-tenger vagy sem?

Az Azovi-Fekete-tenger medencéje a huszadik század elején egyedülálló geofizikai képződmény volt: a sekély édesvizű Azovi-tenger és a sós mélyvizű Fekete-tenger. A medence lakóinak többsége tavasszal az Azovi-tengerbe ment ívni, és a Fekete-tengerben telelt át, amely „szelvényében” üvegre hasonlít: keskeny. parti sáv három kilométeres mélységben hirtelen véget ér.

Az Azovi-Fekete-tenger medencéjének édesvíz fő szállítója három folyó: Dnyeper, Duna, Don. Ez a víz, viharkor sós vízzel keveredve, kétszáz méteres lakható réteget alkotott. E jel alatt biológiai szervezetek nem élnek a Fekete-tengerben. A helyzet az, hogy a Fekete-tenger a keskeny Boszporusz-szoroson keresztül kommunikál a világóceánnal. A Fekete-tenger meleg, oxigénnel dúsított vize ezen a szoroson keresztül a felső rétegben a Földközi-tengerbe folyik. A Boszporusz-szoros alsó rétegében hidegebb és sósabb víz kerül a Fekete-tengerbe. A vízcsere több millió éven át tartó szerkezete a hidrogén-szulfid felhalmozódásához vezetett a Fekete-tenger alsó rétegeiben. A H 2 S a vízben a biológiai élőlények oxigénmentes bomlása következtében képződik, jellegzetes rothadt tojásszagú. Bármely akvarista jól tudja, hogy egy nagy akváriumban a hidrogén-szulfid fokozatosan felhalmozódik az alsó rétegben az élelmiszer-maradványok és a növények bomlása következtében. Ennek első jele, hogy a halak elkezdenek úszni a felszíni rétegben. A H 2 S további felhalmozódása az akvárium lakóinak halálához vezethet. A kénhidrogén eltávolítására a vízből az akvaristák mesterséges levegőztetést alkalmaznak: egy mikrokompresszor levegőt permetez a víz alsó rétegébe. Ebben az esetben idővel a permetezőgépet és a közeli talajt sárga bevonat – kén – borítja. A kémikusok kétféle hidrogén-szulfid oxidációs reakciót ismernek:

1. H 2 S + O 2 → H 2 O + S

2. H 2 S + 4O 2 → H 2 SO 4

Az első reakció eredményeként szabad kén és víz képződik. Felhalmozódása során a kén apró darabokban lebeghet a felszínre.

A H 2 S oxidációs reakció második típusa robbanásszerűen, kezdeti hősokkkal megy végbe. Ennek eredményeként kénsav képződik. Az orvosoknak néha szembe kell nézniük a gyermekek bélrendszeri égési sérüléseivel – ez egy ártalmatlannak tűnő csínytevés következménye. Az a tény, hogy a bélgázok hidrogén-szulfidot tartalmaznak. Amikor a gyerekek viccből meggyújtják őket, a lángok áthatolhatnak a belekben. Az eredmény nem csak hőégés, hanem savas égés is.

Ez volt a H 2 S oxidációs reakció második lefolyása, amelyet Jalta lakói figyeltek meg az 1927-es földrengés során. A szeizmikus rengések mélytengeri kénhidrogént kavartak a felszínre. A H 2 S vizes oldatának elektromos vezetőképessége nagyobb, mint a tiszta tengervízé. Ezért az elektromos villámkisülések leggyakrabban a mélyből felemelt hidrogén-szulfidos területeket érik. A tiszta felszíni víz jelentős rétege azonban kioltotta a láncreakciót.

A 20. század elejére, mint már említettük, a Fekete-tenger felső lakható vízrétege 200 méter volt. A meggondolatlan technogén tevékenység ennek a rétegnek a jelentős csökkenéséhez vezetett. Jelenleg vastagsága nem haladja meg a 10-15 métert. Erős vihar idején a hidrogén-szulfid a felszínre emelkedik, és a nyaralók jellegzetes szagot érezhetnek.

A század elején a Don folyó 36 km3 édesvízzel látta el az Azovi-Fekete-tenger medencéjét. A 80-as évek elejére ez a mennyiség 19 km 3 -re csökkent: kohászat, öntözőszerkezetek, szántóföldi öntözés, városi vízvezetékek... A Volga-Don atomerőmű üzembe helyezése további 4 km 3 vizet vesz igénybe. . Hasonló helyzet állt elő az iparosítás évei alatt a medence többi folyóján is.

A felszíni lakható vízréteg elvékonyodása következtében a Fekete-tengerben a biológiai élőlények számának meredek csökkenése következett be. Például az 50-es években a delfinpopuláció elérte a 8 millió egyedet. Manapság a Fekete-tengeren delfinekkel való találkozás nagyon ritka. A víz alatti sportok kedvelői sajnos csak a szánalmas növényzet maradványait és a ritka halrajokat figyelik meg. De nem ez a legrosszabb!

Ha ma történt volna a krími földrengés, az globális katasztrófával végződött volna: több milliárd tonna hidrogén-szulfidot borít vékony vízréteg. Mi a forgatókönyv egy valószínű kataklizmához?

Az elsődleges hősokk következtében a H 2 S térfogati robbanása következik be, ami erőteljes tektonikus folyamatokhoz és a litoszféra lemezek mozgásához vezethet, ami viszont pusztító földrengések az egész világon. De ez még nem minden! A robbanás több milliárd tonna tömény kénsavat juttat a légkörbe. Ezek nem modern gyenge savas esők lesznek üzemeink és gyáraink után. A Fekete-tenger robbanása utáni savas záporok kiégetnek minden élőt és élettelent a bolygón! Vagy szinte minden...

1976-ban egy egyszerű és olcsó projektet javasoltak megfontolásra. Fő jelentése a következő volt: a Kaukázus hegyvidéki folyói az olvadó gleccserekből hordják a friss vizet a tengerbe. A sekély sziklás csatornákon átfolyva a víz oxigénnel gazdagodik. Figyelembe véve, hogy az édesvíz sűrűsége kisebb, mint a sós vízé, a tengerbe ömlő hegyi folyó áramlása szétterül a felszínén. Ha ezt a vizet egy csövön keresztül a tenger fenekére vezetjük, akkor megvalósul az akváriumban lévő víz levegőztetésének helyzete. Ehhez 4-5 kilométernyi, a tenger fenekére süllyesztett csőre lenne szükség, és legfeljebb pár tíz kilométernyi csőre a mederben lévő kis gátig. A helyzet az, hogy a sós víz három kilométeres mélységének kiegyenlítéséhez 80-100 méter magasságból gravitációs erővel friss vizet kell szállítani. Ez maximum 10-20 km-re lesz a tengerparttól. Minden a part menti terület domborzatától függ.

Számos ilyen levegőztető rendszer kezdetben megállíthatja a tenger kihalásának folyamatát, és idővel a H 2 S teljes semlegesítéséhez vezethet a mélyben. Nyilvánvaló, hogy ez a folyamat nemcsak az Azovi-Fekete-tenger medencéjének növény- és állatvilágának újjáélesztését tenné lehetővé, hanem egy globális katasztrófa lehetőségét is kiküszöbölné.

Amint azonban a gyakorlat azt mutatja, a kormányzati struktúrákat mindez teljesen érdektelen. Miért fektessünk be, még ha kicsi pénzt is, egy kétes eseménybe, hogy megmentsük a Földet egy globális katasztrófától? Bár a levegőztető üzemek „valódi pénzt” biztosíthatnak - a hidrogén-szulfid oxidációja következtében felszabaduló ként.

De senki sem tudja megmondani, hogy pontosan mikor fog felrobbanni a Fekete-tenger. Előfordulásának lehetőségének előrejelzése érdekében szolgáltatásokat kell szervezni a földkéreg blokkjainak tektonikus mozgásának folyamatainak nyomon követésére ezen a területen. Jobb felkészülni az ilyen helyzetekre. Hiszen még a Vezúv lábánál is élnek emberek. Azoknak, akik olyan területen élnek, ahol ilyen katasztrofális események fordulhatnak elő, életmódjukat ennek megfelelően kell megszervezniük.

De ez nem olyan ijesztő, mint amilyennek első pillantásra tűnik. A Fekete-tenger előző robbanása több millió évvel ezelőtt történt. Evolúciójában a Föld tektonikai tevékenysége egyre nyugodtabb. Nagyon valószínű, hogy a Fekete-tenger következő robbanása néhány millió év múlva következik be. És ez már az egyszerű emberi képzelet számára is óriási idő.

A hidrogén-szulfid felhasználásának egyik módja.

Közgazdászok és energetikai szakértők arra a következtetésre jutottak, hogy a közeljövőben semmi sem helyettesítheti az atomenergiát. Bár Csernobil után mindenki felismeri annak veszélyét, különösen az instabil helyzetű és tomboló terrorizmussal küzdő országok számára. Sajnos ma Oroszország ezek közé az országok közé tartozik. Eközben létezik valódi alternatíva az atomenergiának. Yutkin L.A. archívumában. Létezik egy projekt, amely most felkelti az energetikai munkások figyelmét.

A Szovjetunió összeomlása után Oroszországnak a Fekete-tenger partjának egy kis része maradt. Yutkin L.A. a Fekete-tengert egyedülálló természeti raktárnak nevezték kimeríthetetlen energiatartalékokkal: energia „Eldorádónak”, megújuló nyersanyagforrásokkal. Az elektrohidraulikus hatás szerzője, L. A. Yutkin 1979-ben elküldte fantasztikus és egyben nagyon valós projektjét a Szovjetunió Állami Találmányi Bizottságának és Állami Tudományos és Technológiai Bizottságának.

A projekt a gázok leválasztásának és dúsításának módszerein alapult. A helyzet az, hogy a Fekete-tenger 100 méter mélység alatti vizei hidrogén-szulfidot tartalmaznak oldva. Különösen fontos, hogy más fosszilis tüzelőanyagokkal ellentétben a Fekete-tenger hidrogén-szulfid-készletei megújulóak. Amint azt a vizsgálatok kimutatták, és amint azt korábban említettük, a hidrogén-szulfid utánpótlása két forrásnak köszönhető: a szulfát-ként szulfiddá redukáló mikroorganizmusok aktivitásának köszönhetően anaerob körülmények között, valamint a Kaukázus mélyén szintetizált hidrogén-szulfid utánpótlásának köszönhetően. Hegyek, a földkéreg repedéseiből. A hidrogén-szulfid koncentrációját a víz felszíni rétegeiben történő oxidációja szabályozza. A vízben oldódó levegő oxigénje kölcsönhatásba lép a hidrogén-szulfiddal, és kénsavvá alakítja. A sav vízben oldott ásványi sókkal reagálva szulfátokat képez. Ezek a folyamatok egyidejűleg mennek végbe, aminek köszönhetően a Fekete-tengeren dinamikus egyensúly jön létre. A számítások azt mutatják, hogy évente a Fekete-tengerben zajló oxidáció eredményeként az összes kénhidrogén legfeljebb egynegyede alakul szulfáttá.

Így a Fekete-tengerből anélkül, hogy károsítaná ökológiáját, valamint csökkentené a Fekete-tenger „robbanásának” esélyét, évente körülbelül 250 millió tonna hidrogén-szulfid szabadulhat fel körülbelül 10 12 kWh energiaintenzitás mellett. (égéskor egy kilogramm kénhidrogén körülbelül 4000 kcal-t ad.) . Ez megfelel a volt Szovjetunió éves villamosenergia-termelésének, és kétszerese Oroszországénak. Következésképpen a Fekete-tenger, mint hidrogén-szulfid termelő, teljes mértékben képes kielégíteni a hazai energiaszükségleteket. Hogyan valósítható meg ez a fantasztikus ötlet a gyakorlatban?

Ennek érdekében Yutkin azt javasolta, hogy a tengervíz alsó rétegeit az abnormálisan magas hidrogén-szulfid tartalmú területekről technológiai magasságba emeljék, ahol elektrohidraulikus ütéseknek vannak kitéve, amelyek biztosítják a hidrogén-szulfid felszabadulását, majd visszajuttatják a tengerbe ( elektrohidraulikus hatás). A keletkező gázt cseppfolyósítani és elégetni, a keletkező kén-dioxidot kénsavvá kell oxidálni. 1 kg kénhidrogén elégetésekor akár két kilogramm kén-dioxidot és 4 × 10 3 kcal visszanyert hőt kaphat. Amikor a kén-dioxidot kénsavvá oxidálják, energia is felszabadul. Minden tonna hidrogén-szulfid elégetésekor 2,9 tonna kénsavat termel. A szintézise során keletkező többletenergia legfeljebb 5 × 10 5 kcal minden előállított sav tonnája után.

A számítások azt mutatják, hogy a FÁK-országok összes villamosenergia-szükségletének kielégítéséhez a tenger ökológiájának megzavarása nélkül évente 7400 köbmétert kell elkülöníteni és elégetni. km tengervíz. 2×5×10 8 tonna kénhidrogén elégetésével 7×3×10 8 tonna kénsav keletkezik, melynek szintézise további 3×6×10 14 kcal hőt vagy 4×1×10 11 kW-ot termel. /h többletenergia. Ez az energia biztosítja az összes munkát technológiai ciklus– víz szivattyúzása, elektrohidraulikus kezelés, feldolgozása, a keletkező gáz kompressziója és cseppfolyósítása.

Az ilyen erőművek egyetlen „hulladéka” a kénsav lesz, amely számos más iparág számára értékes nyersanyag.

A projekt javaslatának legelején megtiltották a megvalósítást.

Ózonréteg csökkenése

1985-ben a British Antarktic Survey légkörkutatói egy teljesen váratlan tényről számoltak be: az antarktiszi Hally Bay állomás feletti légkör tavaszi ózonszintje 40%-kal csökkent 1977 és 1984 között. Ezt a következtetést hamar megerősítették más kutatók is, akik azt is kimutatták, hogy az alacsony ózontartalmú régió túlnyúlik az Antarktiszon, és egy 12-24 km magas réteget fed le, i.e. az alsó sztratoszféra jelentős része. Az Antarktisz feletti ózonréteg legrészletesebb vizsgálata a nemzetközi Airplane Antarktic Ozone Experiment volt. Ennek során 4 ország tudósai többször másztak be az alacsony ózontartalmú területre, és gyűjtöttek részletes információkat annak méretéről és a benne zajló kémiai folyamatokról. Valójában ez azt jelentette, hogy volt egy ózon „lyuk” a sarki légkörben. A 80-as évek elején a Nimbus-7 műhold mérései szerint hasonló lyukat fedeztek fel az Északi-sarkvidéken, bár az sokkal kisebb területet borított, és az ózonszint csökkenése nem volt olyan nagy - körülbelül 9%. A Föld ózonszintje átlagosan 5%-kal csökkent 1979 és 1990 között.

Ez a felfedezés mind a tudósokat, mind a nagyközönséget aggasztotta, mert azt sugallta, hogy a bolygónkat körülvevő ózonréteg nagyobb veszélyben van, mint azt korábban gondolták. Ennek a rétegnek az elvékonyodása súlyos következményekkel járhat az emberiségre nézve. A légkör ózontartalma kevesebb, mint 0,0001%, azonban az ózon az, amely teljesen elnyeli a nap kemény ultraibolya sugárzását a hullámhosszról<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.

Az ózonképződést a reakcióegyenlet írja le:

A 20 km-es szint felett ehhez a reakcióhoz szükséges atomi oxigén az oxigén ultraibolya sugárzás hatására felhasadásával jön létre.<240 нм.

E szint alatt az ilyen fotonok szinte nem hatolnak be, és az oxigénatomok főleg a nitrogén-dioxid lágy ultraibolya fotonok általi fotodisszociációja során keletkeznek.<400 нм:

Az ózonmolekulák pusztulása akkor következik be, amikor aeroszol részecskéket vagy a föld felszínét érik, de az ózon fő nyelőjét a gázfázisban zajló katalitikus reakciók ciklusai határozzák meg:

O 3 + Y → YO + O 2

YO + O → Y + O 2

ahol Y=NO, OH, Cl, Br

Az ózonréteg pusztulása veszélyének gondolata először az 1960-as évek végén fogalmazódott meg, amikor úgy vélték, hogy a légköri zóna fő veszélyét a vízgőz és a nitrogén-oxidok (NO) kibocsátása jelenti szuperszonikus szállító repülőgépek és rakéták. A szuperszonikus repülés azonban a vártnál sokkal kevésbé gyors ütemben fejlődött. Jelenleg csak a Concorde-ot használják kereskedelmi célokra, hetente több repülést hajtanak végre Amerika és Európa között, a katonai repülőgépek közül szinte csak szuperszonikus stratégiai bombázók repülnek a sztratoszférában, mint a B1-B vagy a Tu-160 és felderítő repülőgépek, mint pl. az SR-71. Egy ilyen terhelés valószínűleg nem jelent komoly veszélyt az ózonrétegre. A fosszilis tüzelőanyagok elégetése, valamint a nitrogén-műtrágyák tömeges gyártása és felhasználása következtében a földfelszínről kibocsátott nitrogén-oxidok is jelentenek némi veszélyt az ózonrétegre, de a nitrogén-oxidok instabilak, könnyen elpusztulnak az alsó légkörben. A rakétakilövések szintén nem túl gyakoriak, azonban a modern űrrendszerekben, például a Space Shuttle-ben vagy az Ariane szilárd rakétagyorsítókban használt klorát szilárd tüzelőanyagok súlyos helyi károsodást okozhatnak az ózonrétegben a kilövési területen.

1974-ben M. Molina és F. Rowland, az irvine-i Kaliforniai Egyetem munkatársa kimutatta, hogy a klórozott-fluorozott szénhidrogének (CFC-k) ózonréteg-vesztést okozhatnak. Azóta az úgynevezett klór-fluor-szénhidrogén probléma a légszennyezéssel kapcsolatos kutatások egyik fő problémája. A klórozott-fluorozott szénhidrogéneket több mint 60 éve használják hűtőközegként hűtőszekrényekben és klímaberendezésekben, aeroszolos keverékek hajtóanyagaként, tűzoltó készülékek habosítószereként, elektronikai eszközök tisztítószereként, ruházati vegytisztításban, valamint habos műanyagok gyártásában. Valaha ideális vegyszereknek tekintették őket a gyakorlati használatra, mivel nagyon stabilak és inaktívak, ezért nem mérgezőek. Bármilyen paradoxnak is tűnik, ezeknek a vegyületeknek a tehetetlensége az, ami veszélyessé teszi őket a légköri ózonra. A CFC-k nem bomlanak le gyorsan a troposzférában (az atmoszféra alsó rétegében, amely a földfelszíntől 10 km-es magasságig terjed), mint például a nitrogén-oxidok többsége, és végül behatolnak a sztratoszférába, a amelynek felső határa körülbelül 50 km-es magasságban található. Amikor a CFC-molekulák körülbelül 25 km-es magasságba emelkednek, ahol a legmagasabb az ózonkoncentráció, akkor intenzív ultraibolya sugárzásnak vannak kitéve, amely az ózon árnyékoló hatása miatt nem hatol be alacsonyabb magasságba. Az ultraibolya fény elpusztítja a normál körülmények között stabil CFC-molekulákat, amelyek erősen reakcióképes komponensekre, különösen atomos klórra bomlanak. Így a CFC-k a klórt a földfelszínről a troposzférán és az atmoszféra alsó részén, ahol kevésbé inert klórvegyületek pusztulnak el, a sztratoszférába szállítják a legmagasabb ózonkoncentrációjú rétegbe. Nagyon fontos, hogy a klór katalizátorként működjön az ózon lebontásában: a kémiai folyamat során mennyisége nem csökken. Ennek eredményeként egy klóratom akár 100 000 ózonmolekulát is elpusztíthat, mielőtt deaktiválná vagy visszakerülne a troposzférába. Jelenleg a CFC-k légkörbe történő kibocsátása több millió tonnát tesz ki, de meg kell jegyezni, hogy a CFC-k előállításának és felhasználásának teljes leállítása esetén sem érhető el azonnali eredmény: a már kibocsátott CFC-k hatása. a légkörbe több évtizeden át folytatódni fog. A két legszélesebb körben használt CFC, a Freon-11 (CFCl 3) és a Freon-12 (CF 2 Cl 2) légköri élettartama 75, illetve 100 év.

A nitrogén-oxidok tönkretehetik az ózont, de reagálhatnak a klórral is. Például:

2O 3 + Cl 2 → 2ClO + 2O 2

2ClO + NO → NO 2 + Cl 2

A reakció során az ózontartalom nem változik. Egy másik reakció fontosabb:

ClO + NO 2 → ClONO 2

A folyamat során keletkező nitrozil-klorid az úgynevezett klórtartály. A benne lévő klór inaktív, és nem tud reagálni az ózonnal. Végül egy ilyen tárolómolekula elnyelhet egy fotont, vagy reakcióba léphet valamilyen más molekulával, és klórt szabadíthat fel, de a sztratoszférából is kikerülhet. A számítások azt mutatják, hogy ha nem lennének nitrogén-oxidok a sztratoszférában, az ózon pusztulása sokkal gyorsabban menne végbe. A klór másik fontos tározója a hidrogén-klorid HCl, amely atomos klór és metán CH4 reakciójával képződik.

Ezen érvek nyomására sok ország olyan intézkedéseket kezdett hozni, amelyek célja a CFC-k előállításának és felhasználásának csökkentése. 1978 óta az Egyesült Államokban betiltották a CFC-k aeroszolokban való felhasználását. Sajnos a CFC-k más területeken történő felhasználását nem korlátozták. 1987 szeptemberében a világ 23 vezető országa aláírt egy egyezményt Montrealban, amely kötelezi őket a CFC-fogyasztás csökkentésére. A megkötött megállapodás szerint a fejlett országoknak 1999-re az 1986-os szint felére kell csökkenteniük a CFC-felhasználást. A CFC-k jó helyettesítőjét már találták aeroszolokban való hajtóanyagként való felhasználásra - egy propán-bután keveréket. Fizikai paramétereit tekintve gyakorlatilag nem rosszabb, mint a freonok, de velük ellentétben gyúlékony. Ennek ellenére sok országban, köztük Oroszországban is gyártanak már ilyen aeroszolokat. Bonyolultabb a helyzet a hűtőegységekkel - a freonok második legnagyobb fogyasztójával. A helyzet az, hogy a CFC-molekulák polaritásuk miatt magas párolgási hővel rendelkeznek, ami nagyon fontos a hűtőszekrényekben és a légkondicionálókban lévő munkaközeg számára. A freonok legismertebb helyettesítője ma az ammónia, de mérgező, és fizikai paramétereiben még mindig rosszabb, mint a CFC-k. Jó eredményeket értek el teljesen fluorozott szénhidrogénekkel. Sok országban új helyettesítőket fejlesztenek ki, és már jó gyakorlati eredményeket értek el, de ez a probléma még nem teljesen megoldott.

A freonok használata folytatódik, és még mindig messze van attól, hogy stabilizálja a CFC-k szintjét a légkörben. Így a Global Climate Change Monitoring Network (Global Climate Change Monitoring Network) szerint háttérviszonyok között - a Csendes- és Atlanti-óceán partjain, valamint a szigeteken, távol az ipari és sűrűn lakott területektől - a -11 és -12 freonok koncentrációja jelenleg kb. évi 5-9 %. A sztratoszféra fotokémiailag aktív klórvegyületeinek tartalma jelenleg 2-3-szor magasabb az 50-es évek szintjéhez képest, a freonok gyors termelése előtt.

Ugyanakkor a korai előrejelzések, amelyek például azt jósolják, hogy a CFC-kibocsátás jelenlegi szintjének megőrzése esetén a 21. század közepére. A sztratoszféra ózontartalma a felére csökkenhet, talán túl pesszimisták voltak. Először is, az Antarktisz feletti lyuk nagyrészt meteorológiai folyamatok következménye. Az ózon képződése csak ultraibolya sugárzás jelenlétében lehetséges, a sarki éjszaka folyamán nem. Télen az Antarktisz felett tartós örvény képződik, amely megakadályozza az ózonban gazdag levegő beáramlását a középső szélességi körökről. Ezért tavaszra már kis mennyiségű aktív klór is komoly károkat okozhat az ózonrétegben. Ilyen örvény gyakorlatilag hiányzik az Északi-sarkvidék felett, így az északi féltekén sokkal kisebb az ózonkoncentráció csökkenése. Sok kutató úgy véli, hogy az ózonpusztulás folyamatát a sarki sztratoszférikus felhők befolyásolják. Ezek a nagy magasságú felhők, amelyeket sokkal gyakrabban figyelnek meg az Antarktisz felett, mint az Északi-sark felett, télen keletkeznek, amikor napfény hiányában és az Antarktisz meteorológiai elszigeteltsége mellett a sztratoszféra hőmérséklete -80 °C alá csökken. 0 C. Feltételezhető, hogy a nitrogénvegyületek lecsapódnak, megfagynak és a felhőrészecskékhez kapcsolódnak, ezért nem lépnek reakcióba klórral. Az is lehetséges, hogy a felhőrészecskék katalizálhatják az ózon- és klórtározók lebomlását. Mindez arra utal, hogy a CFC-k csak az Antarktisz sajátos légköri körülményei között képesek észrevehető ózonkoncentráció-csökkenést okozni, a középső szélességi körökben pedig érezhető hatáshoz az aktív klór koncentrációjának jóval magasabbnak kell lennie. Másodszor, amikor az ózonréteg megsemmisül, a kemény ultraibolya sugárzás mélyebbre kezd behatolni a légkörbe. Ez azonban azt jelenti, hogy az ózonképződés továbbra is meg fog történni, de csak egy kicsit lejjebb, olyan területen, ahol több az oxigén. Igaz, ebben az esetben az ózonréteg érzékenyebb lesz a légköri keringésre.

Bár a kezdeti borús értékeléseket felülvizsgálták, ez semmiképpen sem jelenti azt, hogy nincs probléma. Inkább kiderült, hogy nincs közvetlen komoly veszély. A legoptimistább becslések is a légkörbe kerülő CFC-kibocsátás jelenlegi szintjén a 21. század második felében komoly bioszférazavarokat jósolnak, így továbbra is szükséges a CFC-k felhasználásának csökkentése.

Az emberi természetre gyakorolt ​​hatás lehetősége folyamatosan növekszik, és már elérte azt a szintet, hogy helyrehozhatatlan károkat okozhat a bioszférában. Nem ez az első eset, hogy egy sokáig teljesen ártalmatlannak tartott anyag rendkívül veszélyesnek bizonyul. Húsz évvel ezelőtt aligha gondolta volna bárki, hogy egy közönséges aeroszolos palack komoly veszélyt jelenthet a bolygó egészére. Sajnos nem mindig lehet időben megjósolni, hogy egy adott vegyület milyen hatással lesz a bioszférára. A CFC-k esetében azonban fennállt egy ilyen lehetőség: minden kémiai reakció, amely leírja az ózon CFC-k általi lebontásának folyamatát, rendkívül egyszerű, és meglehetősen régóta ismert. De még a CFC-probléma 1974-es megfogalmazása után is az Egyesült Államok volt az egyetlen ország, amely bármilyen intézkedést tett a CFC-termelés csökkentésére, és ezek az intézkedések teljesen elégtelenek voltak. A CFC-k veszélyeinek elég erős bemutatására volt szükség ahhoz, hogy globális léptékben komoly lépéseket lehessen tenni. Meg kell jegyezni, hogy a Montreali Egyezmény ratifikálása egy időben még az ózonlyuk felfedezése után is veszélybe került. Talán a CFC-probléma megtanít bennünket arra, hogy nagyobb figyelemmel és körültekintéssel kezeljünk minden olyan anyagot, amely emberi tevékenység eredményeként kerül a bioszférába.

Felfedezési díj

Íme csak néhány epizód erről a területről. Robert-Wilhelm Bunsen (1811-1899) német vegyész kezében robbant fel egy lezárt üvegedény, amely arzénvegyületet tartalmazott. A tudós jobb szeme nélkül maradt, és súlyosan megmérgezték. Bunsen kezei annyira érdesek és hegesek lettek a vegyszerekkel való munkavégzéstől, hogy nyilvános helyen inkább az asztal alá rejtette. A laboratóriumban azonban bebizonyította „sérthetetlenségüket”, amikor mutatóujját egy gáz „Bunsen-égő” lángjába helyezte, és néhány másodpercig ott tartotta, amíg az égett kürt szaga el nem terjedt; Ugyanakkor nyugodtan így szólt: – Nézze, uraim, ezen a helyen a láng hőmérséklete ezer fok felett van.

Charles-Adolphe Wurtz (1817-1884) francia kémikus, a Párizsi Tudományos Akadémia elnöke erős robbanást tapasztalt, amikor foszfor-triklorid PC1 3 és nátrium-Na keverékét nyitott kémcsőben hevítette. A szilánkok megsértették az arcát és a kezét, és a szemébe kerültek. Nem lehetett azonnal eltávolítani őket a szemből. Fokozatosan azonban maguktól kezdtek kijönni. Csak néhány évvel később a sebészek visszaállították Wurtz normális látását.

A francia fizikus és vegyész, Pierre-Louis Dulong (1785-1838), a Párizsi Tudományos Akadémia tagja drágán fizetett a triklór-nitrid C1 3 N robbanóanyag felfedezéséért: elvesztette egy szemét és három ujját. Davy, miközben tanulmányozta ennek az anyagnak a tulajdonságait, szintén majdnem elvesztette a látását.

Leman orosz akadémikus meghalt arzénmérgezés következtében, amely a laboratóriumban történt retortarobbanás során a tüdejébe és a nyelőcsövébe jutott.

A német kémikus, Liebig majdnem belehalt, amikor hanyagul leejtette a mozsárban a kristályok őrlésére használt mozsártörőt egy fémedénybe, ahol a higany rendkívül robbanékony fulminátját, a Hg(CNO) 2 higany-fulminátot tárolták. A robbanás leszakította a ház tetejét, de maga Liebig csak a falnak vetette magát, és zúzódásokkal megúszta.

Lovitz orosz akadémikus 1790-ben klórral mérgezte meg magát. Ebből az alkalomból ezt írta: „A csaknem nyolc napig tartó elviselhetetlen mellkasi fájdalom mellett az is előfordult, hogy amikor figyelmetlenségemből... a gáz a levegőbe került, hirtelen elvesztettem az eszméletemet és elestem. a földre."

Gay-Lussac és Thénard egyik kísérletükben kálium-hidroxid KOH és vaspor Fe keverékének melegítésével próbáltak káliumot előállítani a reakció szerint:

6KOH + 2Fe = 6K + Fe2O3 + 3H2O

majdnem meghalt egy laboratóriumi berendezés felrobbanása miatt. Meleg-Lussac csaknem másfél hónapot töltött az ágyban, és felépült sebeiből. Egy másik történet történt Tenarral. 1825-ben a higany kémiájáról tartott előadáson cukros víz helyett tévedésből kortyolt egy erős méreg szublimát (higanyklorid HgCl 2) oldatát tartalmazó pohárból. Nyugodtan visszatette a poharat, és nyugodtan közölte: „Uraim, megmérgeztem magam. A nyers tojás segíthet nekem, kérem, hozza el nekem." Az ijedt diákok a szomszédos üzletekbe és házakba rohantak, és hamarosan egy halom tojás tornyosult a professzor előtt. Tenar lenyelt egy vízzel kevert nyers tojást. Ez mentette meg. A nyers tojás kiváló ellenszere a higanysó-mérgezésnek.

Nyikita Petrovics Szokolov orosz akadémikus (1748-1795) foszfor- és arzénmérgezésben halt meg, miközben vegyületeik tulajdonságait tanulmányozta.

Scheele negyvennégy éves korában bekövetkezett korai halálát nyilvánvalóan az általa először megszerzett hidrogén-cianid HCN és arzin AsH 3 okozta, amelynek erős toxicitását Scheele nem is sejtette.

Vera Evstafievna Bogdanovskaya (1867-1896) orosz kémikus huszonkilenc éves korában halt meg, miközben megpróbált reakciót végrehajtani a fehér foszfor P4 és a hidrogén-cianid HCN között. A két anyagot tartalmazó ampulla felrobbant, és megsérült a keze. Vérmérgezés kezdődött, és négy órával a robbanás után Bogdanovskaya meghalt.

James Woodhouse (1770-1809) amerikai kémikus harminckilenc éves korában halt meg szisztematikus szén-monoxid-mérgezésben, mivel nem volt tudatában ennek a gáznak a mérgező hatásának. A vasércek szénnel való redukcióját kutatta:

Fe 2 O 3 + 3C = 2Fe + 3CO

A vizsgálat során szén-monoxid CO – „szén-monoxid” – szabadult fel.

William Cruikshank (1745-1810) angol kémikus élete utolsó éveiben a klór C1 2, szén-monoxid CO és szén-oxid-diklorid CC1 2 O (foszgén) fokozatos mérgezése, a szintézis és a tulajdonságok tanulmányozása miatt eszméletét vesztette. amivel foglalkozott.

Adolf von Bayer (1835-1917) Nobel-díjas német kémikus fiatal korában metil-diklór-arzin CH 3 AsCl 2-t állított elő. Mivel nem tudta, hogy ez az anyag erős méreg, úgy döntött, megszagolja. Bayer azonnal fulladozni kezdett, és hamarosan eszméletét vesztette. Kekule mentette meg, aki kirángatta a Bayert a friss levegőre. Bayer Kekule gyakornoka volt.

A ritka fémek jelentik az új technológia jövőjét

Számok és tények

Sok ritka fémet, amelyek sokáig alig találtak hasznot, ma már széles körben használnak szerte a világon. A modern ipar, tudomány és technológia teljesen új területeit keltették életre – mint például a napenergia, a nagy sebességű mágneses levitációs transzport, az infravörös optika, az optoelektronika, a lézerek és a legújabb generációs számítógépek.

A mindössze 0,03-0,07% nióbiumot és 0,01-0,1% vanádiumot tartalmazó gyengén ötvözött acélok használatával 30-40%-kal csökkenthető a szerkezetek tömege hidak, emeletes épületek, gáz- és olajvezetékek építésénél, ill. geológiai kutató fúróberendezések stb. Ugyanakkor az építmények élettartama 2-3-szorosára nő.

A nióbium alapú szupravezető anyagokat használó mágnesek lehetővé tették, hogy Japánban légpárnákat építsenek, akár 577 km/órás sebességet is elérve.

Egy közönséges amerikai autóban 100 kg HSLA acélt használnak nióbiummal, vanádiummal, ritkaföldfémekkel, 25 alkatrészt réz-berillium ötvözetből, cirkóniumból, ittriumból. Ugyanakkor egy autó tömege az USA-ban (1980-tól 1990-ig) 1,4-szeresére csökkent. 1986 óta az autókat neodímium tartalmú mágnesekkel kezdték felszerelni (autónként 37 g neodímium)

Intenzíven fejlesztik a lítium akkumulátorral felszerelt elektromos járműveket, lantán-nitriddel hidrogénüzemű járműveket és másokat.

Az amerikai Westinghouse cég cirkónium- és ittrium-oxid alapú, magas hőmérsékletű üzemanyagcellákat fejlesztett ki, amelyek 35-ről 60%-ra növelik a hőerőművek hatásfokát.

A ritka elemek felhasználásával készült energiahatékony világítóberendezések és elektronikus berendezések bevezetésével az Egyesült Államok a világításra fordított 420 milliárd kW/óra villamos energia akár 50%-át is megtakarítja. Japánban és az USA-ban ittriumot, európiumot, terbiumot és cériumot tartalmazó foszforos lámpákat hoztak létre. A 27 W-os lámpák sikeresen helyettesítik a 60-75 W-os izzólámpákat. A világítás villamosenergia-fogyasztása 2-3-szorosára csökken.

A napenergia felhasználása lehetetlen gallium nélkül. Az amerikai NASA azt tervezi, hogy gallium-arzenid alapú napelemekkel látja el az űrműholdakat.

A ritka fémek elektronikai felhasználásának növekedési üteme rendkívül magas. 1984-ben a gallium-arzenidet használó integrált áramkörök globális értékesítésének értéke 30 millió dollár volt, 1990-ben már 1 milliárd dollárra becsülték.

A ritkaföldfémek (ritkaföldfémek) és a ritkafém-rénium alkalmazása az olajkrakkolásban lehetővé tette az Egyesült Államok számára, hogy jelentősen csökkentse a drága platina felhasználását, miközben növelte az eljárás hatékonyságát és 15 százalékkal növelte a magas oktánszámú benzin hozamát. .

Kínában a ritkaföldfémeket sikeresen használják a mezőgazdaságban rizs, búza, kukorica, cukornád, cukorrépa, dohány, tea, gyapot, földimogyoró, gyümölcsök és virágok trágyázására. Az élelmiszernövények betakarítása 5-10%-kal, a műszaki növényeké több mint 10%-kal nőtt. A búza minősége javult a magasabb fehérje- és lizintartalom miatt, nőtt a gyümölcsök, cukornád és répa cukortartalma, javult a virágok színe, javult a tea és a dohány minősége.

Kazahsztánban orosz tudósok javaslatára F. V. Saikin által kifejlesztett új módszert alkalmaztak a ritkaföldfémek mezőgazdasági felhasználására. A kísérleteket nagy területeken végezték, és kiváló hatást értek el - a gyapot, a búza és más növények terméshozamának 65%-os növekedését. Ilyen nagy hatásfokot egyrészt annak köszönhettek, hogy nem az összes ritkaföldfém keverékét használták egyszerre, mint ahogyan Kínában, hanem csak egy neodímiumot (mivel a lantanidok egy része nem növeli a termelékenységet, hanem ellenkezőleg, csökkentse). Másodszor, ahogy Kínában teszik, nem végeztek munkaigényes permetezést a mezőgazdasági növényeken a virágzási időszak alatt. Ehelyett csak neodímiumot tartalmazó vizes oldatba áztatták a gabonát vetés előtt. Ez a művelet sokkal egyszerűbb és olcsóbb.

Az ittriumot egészen a közelmúltig rendkívül ritkán használták a technológiában, kinyerése megfelelő volt - kilogrammban mérve. De kiderült, hogy az ittrium képes drámaian növelni az alumínium kábelek elektromos vezetőképességét és az új kerámia szerkezeti anyagok szilárdságát. Ez igen nagy gazdasági hatással kecsegtet. Az ittrium és az ittrium-lantanidok – szamárium, európium és tribium – iránti érdeklődés jelentősen megnőtt.

A Scandium (egykori ára egy nagyságrenddel magasabb volt, mint az arany árfolyama) számos tulajdonságának egyedi kombinációjának köszönhetően ma már fokozott érdeklődésnek örvend a repülés, rakéta- és lézertechnika iránt.

Hidrogén értéke... egy személy

Köztudott, hogy egy egészséges ember vérének pH-ja 7,3-7,4. Pontosabban, a vérplazma pH-ja körülbelül 7,36 - vagyis az oxónium-kationok H 3 O + koncentrációja itt 4,4. 10 -8 mol/l. Az OH-hidroxid-ionok tartalma pedig a vérplazmában 2,3. 10-7 mol/l, körülbelül 5,3-szor több. Így a vér reakciója nagyon enyhén lúgos.

Az oxónium-kationok koncentrációjának változása a vérben általában jelentéktelen, egyrészt a sav-bázis egyensúly állandó élettani szabályozása miatt a szervezet élete során, másrészt a vérben lévő speciális „pufferrendszerek” miatt. .

A pufferrendszerek a kémiában gyenge savak keverékei ugyanazon savak sóival (vagy gyenge bázisok ugyanazon bázisok sóival). A pufferrendszerek példái az ecetsav CH 3 COOH és nátrium-acetát CH 3 COONa vagy ammónia-hidrát NH 3 keverékének oldatai. H 2 O és ammónium-klorid NH 4 Cl. Az összetett kémiai egyensúlyok miatt a vérpufferrendszer megközelítőleg állandó pH-értéket tart fenn még „extra” sav vagy lúg bejuttatása esetén is.

A vérplazmánál a legfontosabb pufferrendszer a karbonát (nátrium-hidrogén-karbonát NaHCO 3 és szénsav H 2 CO 3), valamint az ortofoszfát (nátrium-hidrogén-ortofoszfát és dihidrogén-ortofoszfát Na 2 HPO 4 és NaH 2 PO 4), ill. fehérje (hemoglobin).

A karbonát pufferrendszer jó munkát végez a vér savasságának szabályozásában. Ha megnövekedett mennyiségű tejsav kerül a vérbe, amely megerőltető fizikai munka során glükózból képződik az izmokban, akkor semlegesítik. Ez szénsavat termel, amely szén-dioxidként távozik, és a tüdőn keresztül kilélegzik.
Túlterhelés vagy betegség esetén túl sok szerves sav kerül a vérbe, a szabályozó mechanizmusok meghibásodnak, és a vér túlzottan savassá válik. Ha a vér pH-értéke megközelíti a 7,2-t, ez a szervezet életfunkcióinak súlyos zavarainak jele, 7,1 és az alatti pH-értéken pedig visszafordíthatatlan változások halálhoz vezethetnek.

Az emberi gyomornedv pedig savat tartalmaz, és pH-értéke 0,9 és 1,6 között van. A nagy mennyiségű sósav miatt a gyomornedv baktériumölő hatású.

A bélnedv szinte semleges reakciót mutat (pH 6,0-7,6). Éppen ellenkezőleg, az emberi nyál mindig lúgos (pH 7,4-8,0).

Az „embernedvek” savasságát pedig a vizelet szabályozza, ahol a H 3 O + oxónium-kationok koncentrációja nagyon instabil: ennek a folyadéknak a pH-ja 5,0-ra, sőt 4,7-re csökkenhet, vagy 8,0-ra emelkedhet - a folyadék állapotától függően. az ember anyagcseréje.

A savas környezet elnyomja a káros mikroorganizmusok aktivitását, ezért egyfajta védelemként szolgál a fertőzésekkel szemben. De a lúgos környezet a gyulladásos folyamatok jelenlétének, tehát a betegségnek a jele.

A jövő hidrogéntechnológiái az autóiparban

Egyre gyakrabban hallatszik a „hidrogén a jövő üzemanyaga” tézis. A legtöbb nagy autógyártó üzemanyagcellákkal kísérletezik. Az ilyen kísérleti autók nagy számban jelennek meg a kiállításokon. De van két vállalat, amely más megközelítést alkalmaz az autók hidrogénüzemre való átalakítására.

A szakértők elsősorban az üzemanyagcellákhoz kötik a gépjármű-közlekedés „hidrogén jövőjét”. Mindenki felismeri vonzerejét.

Nincsenek mozgó alkatrészek, nincsenek robbanások. A hidrogén és az oxigén halkan és békésen egyesül egy „membrános dobozban” (leegyszerűsítve így képzelhető el az üzemanyagcella), és vízgőzt plusz elektromosságot termel.

A Ford, a General Motors, a Toyota, a Nissan és sok más cég üzemanyagcellás koncepcióautókkal versenyez, és mindenkit le fognak győzni néhány szokásos modelljük hidrogén-módosításával.

Németországban, Japánban és az USA-ban már több helyen megjelentek a hidrogéntöltő állomások. Kaliforniában épülnek az első vízelektrolízis állomások, amelyekben napelemek által termelt áramot használnak. Hasonló kísérleteket végeznek szerte a világon.

Úgy gondolják, hogy csak a környezetbarát módon (szél, nap, víz) előállított hidrogén biztosíthat valóban tiszta bolygót. Ráadásul a szakértők szerint a „soros” hidrogén nem lesz drágább, mint a benzin. Különösen vonzó itt a víz bomlása magas hőmérsékleten katalizátor jelenlétében.

A napelemek gyártásának megkérdőjelezhető környezetbarátságáról; vagy az üzemanyagcellás járművek akkumulátorainak újrahasznosításának problémája (valójában hibridek, mivel ezek elektromos járművek, hidrogénerőművel a fedélzeten) – a mérnökök szívesebben beszélnek második vagy harmadik.

Eközben van egy másik módja a hidrogén bejuttatásának a járművekbe - elégetni a belső égésű motorokban. Ezt a megközelítést vallja a BMW és a Mazda. A japán és a német mérnökök ebben látják előnyeiket.

Egy autó súlygyarapodása csak a hidrogén üzemanyagrendszerből adódik, míg az üzemanyagcellás autónál a nyereség (üzemanyagcellák, üzemanyagrendszer, villanymotorok, áramváltók, erős akkumulátorok) jelentősen meghaladja a belső égésű motor kiszereléséből származó „megtakarítást” és mechanikus erőátvitele.

A hasznos helyveszteség is kisebb egy hidrogénes belsőégésű motorral szerelt autónál (bár a hidrogéntartály mindkét esetben felemészti a csomagtartó egy részét). Ezt a veszteséget nullára lehetne csökkenteni, ha olyan (belső égésű motorral rendelkező) autót készítenének, amely csak hidrogént fogyaszt. De itt jön képbe a japán és a német „szakadások” fő ütőkártyája.

Az autógyártók szerint ez a megközelítés megkönnyíti a járművek fokozatos átállását csak a hidrogénüzeműre. Hiszen az ügyfél csak akkor tud tiszta lelkiismerettel vásárolni egy ilyen autót, ha legalább egy hidrogéntöltő állomás megjelenik a régióban, ahol él. És nem kell attól tartania, hogy egy üres hidrogéntartállyal távol marad tőle.

Mindeközben az üzemanyagcellás járművek sorozatgyártását és tömeges értékesítését még sokáig erősen hátráltatja az ilyen benzinkutak csekély száma. Igen, és az üzemanyagcellák ára még mindig magas. Ezenkívül a hagyományos belső égésű motorok (megfelelő beállításokkal) hidrogénre átalakítása nemcsak tisztábbá teszi őket, hanem növeli a termikus hatásfokot és javítja a működési rugalmasságot is.

A helyzet az, hogy a hidrogénnek sokkal szélesebb a keverési aránya a levegővel, mint a benzinnél, amelynél a keverék meggyulladása még mindig lehetséges. A hidrogén pedig teljesebben ég, még a hengerfalak közelében is, ahol a benzinmotorokban általában az el nem égett munkakeverék marad.

Tehát úgy döntöttünk - hidrogént „táplunk” a belső égésű motorba. A hidrogén fizikai tulajdonságai jelentősen eltérnek a benzinétől. A németeknek és japánoknak törniük kellett az agyukat az energiarendszereken. De az eredmény megérte.

A BMW és a Mazda által bemutatott hidrogénautók ötvözik a hagyományos autók tulajdonosai által megszokott magas dinamikát nulla károsanyag-kibocsátással. És ami a legfontosabb, sokkal jobban alkalmasak tömeggyártásra, mint az „ultrainnovatív” üzemanyagcellás járművek.

A BMW és a Mazda a járművek fokozatos átállását javasolta a hidrogénre. Ha hidrogénnel és benzinnel is meghajtható autókat építünk, mondják a japán és német mérnökök, akkor a hidrogénforradalom „bársonyos” lesz. Ami azt jelenti, hogy valóságosabb.

Két jól ismert cég autógyártói leküzdötték az ilyen hibridizációval kapcsolatos összes nehézséget. Az üzemanyagcellás autókhoz hasonlóan, amelyek az előrejelzések szerint hamarosan felvirradnak, a hidrogénes belső égésű motorral szerelt autók alkotóinak először el kellett dönteniük, hogyan tárolják a hidrogént az autóban.

A legígéretesebb lehetőség a fém-hidridek - speciális ötvözetekkel ellátott tartályok, amelyek a hidrogént a kristályrácsukba abszorbeálják, és melegítéskor felszabadítják. Ez biztosítja a legmagasabb tárolási biztonságot és a legnagyobb üzemanyag-csomagolási sűrűséget. De ez a legproblémásabb lehetőség és a leghosszabb a tömeges megvalósítás szempontjából.

A tömegtermeléshez közelebb állnak a tartályos tüzelőanyag-rendszerek, amelyekben a hidrogént gáz halmazállapotban, nagy nyomáson (300-350 atmoszféra), vagy folyékony formában, viszonylag alacsony nyomáson, de alacsony (253 Celsius-fokkal nulla alatti) hőmérsékleten tárolják. Ennek megfelelően az első esetben nagy nyomásra tervezett hengerre van szükségünk, a másodikban pedig erős hőszigetelésre.

Az első lehetőség veszélyesebb, de egy ilyen tartályban a hidrogén hosszú ideig tárolható. A második esetben a biztonság sokkal nagyobb, de egy-két hétig nem lehet hidrogénes autóval parkolni. Pontosabban beleteszed, de a hidrogén legalább lassan felmelegszik. A nyomás megnő, és a biztonsági szelep elkezdi a drága üzemanyagot a légkörbe engedni.

A Mazda a nagynyomású tartállyal, a BMW folyékony hidrogénnel szerelt opciót választotta.

A németek megértik tervük minden hiányosságát, de most a BMW már egy szokatlan tárolórendszerrel kísérletezik, amelyet a következő hidrogénes autóira szerel majd fel.

A jármű működése közben a környező légkörből folyékony levegő keletkezik, amelyet a hidrogéntartály falai és a külső hőszigetelés közötti résbe pumpálnak. Egy ilyen tartályban a hidrogén alig melegszik fel, miközben a külső „köpenyben” elpárolog a folyékony levegő. Egy ilyen eszközzel a BMW szerint a hidrogén egy üresjáratban lévő autóban körülbelül 12 napig szinte veszteség nélkül tárolható.

A következő fontos kérdés a motor üzemanyag-ellátásának módja. De itt először magukra az autókra kell áttérnünk.

A BMW már több éve üzemeltet kísérleti hidrogén „hetes” flottát. Igen, a bajorok a zászlóshajó modellt hidrogénre cserélték. Ne feledje, hogy a BMW 1979-ben építette meg az első hidrogén-autót, de csak az elmúlt néhány évben robbant ki a cég szó szerint új hidrogénautók megjelenésével. A CleanEnergy program részeként 1999-2001-ben a BMW több kettős üzemanyagú (benzin/hidrogén) „hetest” épített.

4,4 literes V-8-as motorjaik hidrogén felhasználásával 184 lóerőt termelnek. Ezzel az üzemanyaggal (az autó legfrissebb változatában 170 liter űrtartalmú) a limuzinok 300 kilométert, benzinnel pedig további 650 kilométert tudnak megtenni (a normál tankot az autóban hagyják).

A cég egy 12 hengeres kettős üzemanyagú motort is készített, és a kísérleti MINI Coopert is felszerelte egy 4 hengeres, 1,6 literes hidrogénmotorral.

A cég először fejlesztette ki a hidrogéngáz befecskendezését a szívócsövekbe (a szelepek előtt). Aztán kísérletezett a hidrogéngáz közvetlen befecskendezésével (nagy nyomás alatt) közvetlenül a hengerbe.

Később pedig bejelentette, hogy úgy tűnik, a folyékony hidrogén befecskendezése a szívószelepek előtti területre a legígéretesebb lehetőség. De a végső döntés még nem született meg, és a kutatás folytatódik ezen a területen. A Mazdának megvan a maga büszkesége: híres Wankel forgómotorjait hidrogénhez igazította.

A japán cég 1991-ben épített először ilyen autót, de a lökhárítótól a lökhárítóig tiszta koncepcióautó volt.

2004 januárjában azonban felrobbant egy bomba. A japánok bemutatták híres RX-8 sportautójuk hidrogén- (vagy inkább kettős üzemanyagú) változatát. A saját névre keresztelt forgómotorja, a RENESIS elnyerte a „2003-as motor” címet, a történelem során először verte meg klasszikus dugattyús riválisait ezen a nemzetközi versenyen.

És most a RENESIS-t megtanították „enni” a hidrogént, miközben megtartja a benzin teljesítményét. Ugyanakkor a japánok hangsúlyozzák a Wankel-motor előnyét egy ilyen átalakítással.

A forgómotor házában a szívónyílások előtt nagy a szabad hely, ahol a dugattyús belsőégésű motor szűk hengerfejével ellentétben könnyen elhelyezhetők injektorok. Mind a két RENESIS szekcióhoz kettő tartozik.

A Wankel-motorban a szívó-, a kompresszió-, a teljesítménylöket- és a kipufogóüregek el vannak választva (míg egy hagyományos motorban ugyanaz a henger).

Ezért itt nem fordulhat elő a hidrogén véletlenszerű idő előtti begyulladása a „bejövő tűzből”, és a befecskendező fúvókák mindig a motor kedvező (tartósság szempontjából) hideg zónájában működnek. Hidrogénnel a japán Wankel 110 lóerőt fejt ki – majdnem feleannyit, mint benzinnél.

Valójában tömegarányos alapon a hidrogén energiagazdagabb üzemanyag, mint a benzin. De ezek a Mazda mérnökei által kiválasztott üzemanyagrendszer-beállítások.

Tehát a BMW és a Mazda kettős csapást mért az üzemanyagcellás táborra. Bár ez utóbbiak költsége folyamatosan csökken, a technológiák pedig javulnak, lehetséges, hogy a hidrogénnel üzemelő soros belsőégésű motorok nyitnak új korszakot a bolygó útjain.

Íme a bajor előrejelzés.

A következő három évben minden nyugat-európai fővárosban, valamint a legnagyobb transzeurópai autópályákon épülnek hidrogén-töltőállomások (egyszerre legalább egy).

2010-re megjelennek az első kettős üzemanyaggal működő autók a boltokban. 2015-ben már több ezren lesznek az utakon. 2025-re a világ járműparkjának negyede hidrogénnel fog működni. A kényes németek nem részletezték, hogy a hidrogénautók mekkora hányada lesz belső égésű motoros és üzemanyagcellás autó.

Bibliai csodák

Ahogy a Biblia leírja (Dán.V, 26, 28), Belsazár babiloni király ünnepe alatt egy kéz jelent meg a palota falán, és a jelenlévők számára érthetetlen szavakat írt: „Mene, mene, tekel, upharsin”. Dániel zsidó próféta, megfejtve ezeket a szavakat, megjövendölte Belsazár halálát, ami hamarosan meg is történt.

Ha feloldasz fehér foszfort a CS 2 szén-diszulfidban, és a kapott tömény oldattal kezet rajzolsz egy márványfalra, majd szavakat, akkor a Bibliában elmesélthez hasonló jelenetet láthatsz. A foszfor szén-diszulfidos oldata színtelen, így a minta először nem látható. Ahogy a CS 2 elpárolog, a fehér foszfor apró részecskék formájában szabadul fel, amelyek világítani kezdenek, majd végül fellángolnak – spontán meggyulladnak:

P 4 + 5O 2 = P 4 O 10;

amikor a foszfor ég, a minta és a felirat eltűnik; az égéstermék - tetrafoszfor-dekaoxid P 4 O 10 - gőzállapotba kerül, és a levegő nedvességével ortofoszforsavat ad:

P 4 O 10 + 6H 2 O = 4H 3 PO 4,

amely egy kis kékes ködfelhő formájában figyelhető meg, fokozatosan feloszlik a levegőben.

Hozzáadhat egy kis mennyiségű fehér foszfort a viasz vagy paraffin keményedő olvadékához. Ha feliratot tesz a falra a fagyott keverék egy darabjával, akkor alkonyatkor és éjszaka láthatja, hogy izzik. A viasz és a paraffin megvédi a foszfort a gyors oxidációtól és meghosszabbítja ragyogásának időtartamát.

Mózes bokor

Egyszer, ahogy a Biblia mondja (2. Mózes, 1), Mózes próféta juhokat legelt, és látta, „hogy a tövisbokor tűzben ég, de nem emésztette meg”.

A Sínai-homok között nő a diptam-bokor, amelyet azokon a helyeken „Mózes bokorának” neveznek. 1960-ban lengyel tudósok egy természetvédelmi területen termesztették ezt a növényt, és egy forró nyári napon valóban kékes-vörös lánggal „kigyulladt”, miközben sértetlen maradt. A kutatások kimutatták, hogy a diptam cserje illékony illóolajokat termel. Nyugodt, szélcsendes időben ezeknek az erősen illékony olajoknak a koncentrációja a bokor körüli levegőben meredeken megnő; Közvetlen napfény hatására meggyulladnak és gyorsan égnek, és energiát szabadítanak fel elsősorban fény formájában. És maga a bokor sértetlen és sértetlen marad.

Számos ilyen gyúlékony anyag ismert. Így a CS 2 szén-diszulfid (normál körülmények között színtelen, nagyon illékony folyadék) gőz formájában könnyen meggyullad bármilyen felhevült tárgytól, és olyan alacsony hőmérsékleten világoskék lánggal ég, hogy nem szenesíti a papírt.

Keserű tavasz

Az izraeliták Mózes vezetésével átkeltek Sur víztelen sivatagán. A szomjúságtól kimerülten alig érték el Merr városát, de rájöttek, hogy itt keserű a víz, és nem lehet inni. „És zúgolódtak Mózes ellen...” (Biblia, 2Móz.XIV, 5-21). De Isten megparancsolta a prófétának, hogy dobjon a vízbe egy közelben növekvő fát. És - csoda! - ihatóvá vált a víz!

Marah környékén még mindig van keserű

Sokak számára szinte egyhangúan telnek a hétköznapok: otthon, munka, otthon... És ez sokszor lehangolja az embereket, mert hiányzik némi változatosság, események, kalandok, valami érdekesség! De valójában nap mint nap milliónyi esemény és különféle érdekes jelenség történik körülöttünk, amire nem csak azért nem figyelünk, mert figyelmetlenek vagyunk, hanem mert az emberi szem egyszerűen nem látja.

Például folyamatosan különböző kémiai folyamatok zajlanak körülöttünk. Illúzió, hogy a kémia valami összetett és felfoghatatlan. Valójában a kémia az életünk része, amely nélkül az emberi élet nemcsak sokkal unalmasabb, de teljesen lehetetlen is lenne.

Elképesztő tények a kémiáról:

1. A szappanbuborék a legvékonyabb anyag, amit az emberi szem láthat. A szappanbuborék 0,001 másodperc alatt kipukkad. Sőt, ha egy buborékot -15 C o-on fújunk fel, az a felülettel érintkezve megfagy, -25 C o-on pedig a levegőben megfagy és ütközéskor eltörik.

2. Az óceán vizei aranyat tartalmaznak. Egy tonna óceánvíz 7 milligramm aranyat tartalmaz.

3. Repülés közben a repülőgépek akár 75 tonna oxigént is felhasználnak, ezt az oxigénmennyiséget 30 000 hektár erdő termeli.

4. A vas 1539 C 0 hőmérsékleten gázzá alakítható.

5. Bolygónkon minden élő szervezet tartalmaz fehérjét, de eltérő arányban. Az emberi agy is fehérje.

6. A metil-alkohol halálos adagja 30 ml, az ellenszere az etil-alkohol.

7. A fémnek nincs szaga. Mindenki ismeri a kezeletlen (nem festett) fém szagát, ez például a fémpénz, korlát, régi hinták, szerelvények, vagy éppen egy fémdarab szaga. De ezt a szagot nem maga a fém bocsátja ki, hanem a fém szerves anyaggal, például tenyerünkkel vagy ujjunkkal való érintkezésének eredménye, ami izzadságot termel.

8. A paradicsom nagyon okos növények, tudják, hogyan kell "SOS!" Amikor egy rovar – például egy hernyó – elkezd rágni egy paradicsomlevelet, bizonyos szagú vegyszert bocsát ki, amely vonzza a madarakat.

9. Charles Goodyear egy tudós, aki véletlenül feltalálta a gumit, ami nem olvad meg a melegben és nem törik a hidegben. Elfelejtette eltávolítani a kén-gumi keveréket a bekapcsolt tűzhelyről, ezért kitalálták a gumikészítési eljárást, amit vulkanizálásnak neveztek.

10. Körülbelül 100 ezer kémiai reakció megy végbe az emberi agyban percenként.

A kémia folyamatosan körülvesz bennünket. Nem csak körülöttünk van, hanem testünkben is, és még a gondolkodási folyamatunk is lényegében kémia. A kémia tehát nemcsak abban segít, hogy sok érdekes és meglepő dolgot tanuljunk meg, hanem minden értelemben hasznunkra válik.

A kémia legközelebbi tárgya a homogén anyagok tanulmányozása, amelyek összetételéből a világ összes teste, egymásba való átalakulása és az ilyen átalakulásokat kísérő jelenségek keletkeznek.

— DI. Mengyelejev

Minden kémia szerelmeseinek, oldalszerkesztőknek Önhacker, Összeállítottam egy kis válogatást a kémiával kapcsolatos érdekességekből.

Kezdjük az egyik sürgető kérdéssel, amely a kémiát mint tudományt érinti.

Milyen esetben szolgálhat ellenszerként az etil-alkohol?

A metil-alkohol ízében és illatában nem különböztethető meg az etilalkoholtól, de a szervezetre gyakorolt ​​hatása sokkal inkább veszélyezteti egészségünket. Már kis mennyiségű metanol is vaksághoz, 30 ml-es adag pedig halálhoz vezethet.

Ez magyarázza a metil-alkohol mérgezések gyakori eseteit, akár tudatlanságból, akár hamisított alkohol fogyasztása esetén. Érdekes, hogy ilyen mérgezés esetén az ellenszer a közönséges, vagyis az etil-alkohol. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a szervezetben mindkét alkohol megkötésének folyamata egy enzim - az alkohol-dehidrogenáz - részvételével megy végbe, de mivel az etanollal való reakció gyorsabban megy végbe, az eredmény sokkal kevésbé káros a metanol lebomlásának termékei. vér.

Meghívjuk Önt, hogy nézzen meg egy videót a polisztirolhab előállításáról - érdekes és informatív.

Hidrogél törések gyógyítására, megérdemelt találmány a vegyiparban.

A Rice Egyetem biomérnökei olyan hidrogélt hoztak létre, amely az emberi testhőmérséklethez közeli hőmérsékleten azonnal folyékonyból félszilárd állapotba változik, majd megfelelő sebességgel lebomlik. A gél használható csonttörések vagy más szövetek támogatására a páciens testében. Szobahőmérsékleten a hidrogél folyékony marad, de amikor a páciens testébe kerül, megkeményedik és kitölti az üres teret, amelyet később természetes szövet vált fel.

A hidrogél arra is használható, hogy őssejteket szállítson a csontváz defektusaihoz, ami a csontszövet felgyorsult regenerálódását okozza. Funkcióinak elvégzése után a gél lebomlik és kiürül a szervezetből. A felfedezés szerzői arra számítanak, hogy a gél úgy hangolható, hogy lebomlási sebessége megfeleljen a csontnövekedés különböző ütemének.

És most Érdekes tények kémiából, amit biztosan nem tudtál:

• Például amikor hagymát vágunk és „sírunk”, ezeknek a fiktív érzelmeknek az érdeme a kén, amely felszívódik a talajba, ahol a hagyma nő.
• Indonézia tartományában található egy kénnel teljesen feltöltött vulkán, amelyet Kawa Ijennek hívnak. A csövekre telepszik, majd a munkások szerelvényekkel leütik és mérlegre hordják. Így keresik ott a kenyerüket.
• Higiénikus, kén alapú „termékek”, amelyeket kifejezetten a problémás bőr pattanásoktól és kiütésektől való megtisztítására fejlesztettek ki.
• A fülzsír, amelyet gyerekkorunk óta tanítanak vattacsomóval eltávolítani, nemes szándékkal „megmérgezi” az életet. Speciális lizozim enzimeket tartalmaz; Ők azok, akik „elzárják” az összes baktérium bejutását a szervezetünkbe.

• 1985-ben amerikai és angol kutatók egy csoportja olyan szénből készült molekuláris vegyületeket fedezett fel, amelyek alakjukban erősen hasonlítanak egy futballlabdára. A felfedezést az ő tiszteletére akarták elnevezni, de a tudósok nem egyeztek meg abban, hogy melyik kifejezést használják - a futballt vagy a futballt (az Egyesült Államokban a futball kifejezés). Ennek eredményeként a vegyületet fulleréneknek nevezték el Fuller építész tiszteletére, aki egy tetraéderekből álló geodéziai kupolával állt elő.
• A francia kémikus, gyógyszerész és orvos Nicolas Lemery (1645-1715) valamikor valami vulkánhoz hasonlót figyelt meg, amikor 2 g vasreszeléket és 2 g porított ként kevert össze egy vaspohárban, és forró üvegrúddal megérintette. Egy idő után fekete részecskék kezdtek kirepülni az elkészített keverékből, és maga a keverék, miután jelentősen megnőtt a térfogata, annyira felforrósodott, hogy világítani kezdett.
• A fluorgáz elválasztása a fluorozott anyagoktól az egyik legnehezebb kísérleti feladatnak bizonyult. A fluor kivételes reakciókészséggel rendelkezik; és gyakran más anyagokkal való kölcsönhatása gyulladással és robbanással történik.
• A jódot B. Courtois francia kémikus fedezte fel 1811-ben.A jód felfedezésének van egy ilyen változata. Eszerint Courtois felfedezésének tettese szeretett macskája volt: a gyógyszerész vállán feküdt, miközben a laboratóriumban dolgozott. A macska szórakozni akart, és felugrott az asztalra, és a padlóra lökte a közelben álló edényeket. Az egyik hínárhamu alkoholos oldatát, a másikban pedig kénsavat tartalmazott. A folyadékok összekeverése után kékeslila gőzfelhő jelent meg, ami nem volt más, mint jód.
• 100 000 kémiai reakció megy végbe az emberi agyban egy másodperc alatt
• 1903-ban az amerikai Kansas államban hirtelen gázkút tört ki egy olajkútból. Az olajmunkások nagy meglepetésére kiderült, hogy a gáz nem gyúlékony. Az első világháború idején új találkozásra került sor vele. Egy Londonra bombákat dobó német léghajót gyújtólövedék talál el, de a léghajó nem lobban lángra. Lassan szivárgott a gáz, elrepült. A brit titkosszolgálatok megriadtak: ezt megelőzően német léghajók robbantak fel, amikor lövedékek ütköztek, mivel hidrogénnel voltak megtöltve. Vegyipari szakértők felidézték, hogy jóval a háború előtt a német hajók valamiért Indiából és Brazíliából hordtak monacit homokot ballasztként. Ez a gáz hélium volt. A monacit homok, amely régóta a fő héliumtartalmú nyersanyag, tartalmazza a tórium radioaktív elemet, amelynek bomlásakor hélium képződik, amely sűrűségében a hidrogén után a második, de előnye a hidrogénnel szemben: nem gyúlékony, ill. kémiailag inert.

Ezzel lezárjuk érdekes tényeinket olyan tudományról, mint pl. Ha tudsz érdekes tényeket a kémia területéről, akkor írd meg nekünk a megjegyzésekbenés mindenképpen felvesszük a listánkra.

Valószínűleg már láttad az elemek periódusos rendszerét. Talán még mindig megjelenik az álmaidban, vagy talán feledésbe merült számodra, mivel nem más, mint az osztályterem falának dísze, amelynek célja az iroda tekintélyesebbé tétele. Azonban több van ebben a látszólag véletlenszerű sejtrendszerben, mint amilyennek látszik.

A periódusos rendszer (vagy a PT, ahogy ez a cikk rendszeresen hivatkozik rá) és az általa leírt elemek olyan tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyeket talán soha nem is sejtett. A valószínűtlen eredetektől az új kiegészítésekig íme tíz olyan tény, amelyet valószínűleg nem tud az elemek periódusos rendszeréről.

10. Mengyelejev segítséget kapott

A periódusos rendszert 1869 óta használják, amikor is a szakállas Dimitri Mengyelejev készítette. A legtöbben azt hiszik, hogy Mengyelejev volt az egyetlen, aki feltalálta az asztalt, és ő lett az évszázad zseniális vegyésze. Erőfeszítéseit azonban számos európai tudós támogatta, akik jelentős mértékben hozzájárultak ahhoz, hogy az elemek e kolosszális diagramja teljes legyen.

Mengyelejevet, ahogy kell, széles körben a periódusos rendszer atyjaként ismerik, de nem dokumentált minden általunk ismert elemet.

9. Új kiegészítések

Fotó: IUPAC

Akár hiszi, akár nem, a periódusos rendszer nem sokat változott az 1950-es évek óta. 2016. december 2-án azonban négy új elemmel bővült: nihonium (113. elem), moszkovium (115. elem), tennezin (117. elem) és oganesson (118. elem). Ezeket az új kiegészítéseket 2016 júniusában jelentették be, de öt hónapos elemzésre volt szükség ahhoz, hogy hivatalosan hozzáadhassák őket a PT-hez.

Ezen elemek mindegyikét arról a városról vagy államról nevezték el, amelyben felfedezték, kivéve az oganessont, amelyet Jurij Oganessian orosz atomfizikusról neveztek el az elem dokumentálására tett erőfeszítései miatt.

8. Nincs "J"

Az angol ábécében 26 csodálatos betű található, és mindegyik nem kevésbé fontos, mint az előző és a későbbiek. Mengyelejev azonban másként tekintett rá. Próbáld kitalálni, melyik szerencsétlen betű soha nem jelenik meg a PT-ben? Íme egy tipp: mondja ki a betűket, és addig görbítse az ujjait, amíg az összeset össze nem hajtja (ha mind a tíz megvan). Kitaláltad? Így van, ez a "J" betű, amely soha nem jelent meg a PT-ben.

Azt mondják, hogy aki a mezőn van, az nem harcos? Akkor talán J a legmagányosabb betű. Van azonban egy szórakoztató tény: 2000 óta a „J” a leggyakrabban használt betű a fiúnevekben. Tehát "J" kellő figyelmet kap, ne aggódj.

7. Mesterséges elemek

Fotó: Popocatomar

Ahogy most megtudta, a periódusos rendszerben jelenleg 118 elem található. Kitalálod, hogy ebből a 118-ból hány ember alkotta? A 118 elemből 90 található az általunk természetnek nevezett gyönyörű helyen.

Hogyan lehet 28 elem mesterséges? Ez valóban igaz. 1937 óta foglalkozunk elemek szintetizálásával és folytatjuk ma is. A jó hír az, hogy a PT csodálatos, és ezeket a mesterséges elemeket könnyen észreveheti, ha kíváncsi lesz rá. Csak nézze meg a 93-118. elemeket. Teljes nyilvánosságra hozatal: ez a tartomány több olyan elemet is tartalmaz, amelyek nagyon ritkán fordulnak elő a természetben, ezért szinte mindig laboratóriumban hozzák létre, ami igaz a 43-as, 61-es, 85-ös és 87-es elemre is.

6. 137. elem

A 20. század közepén egy Richard Feynman nevű híres tudós komoly kijelentést tett, amely a világ tudósait megütötte, és örökre megvakarta a fejét. Azt mondta, ha valaha is felfedeznénk a 137-es elemet, nem tudnánk számszerűsíteni protonjait és elektronjait. A 137-es elem annyiban különbözik, hogy ez a finomanyag állandó értéke, amely az elektron elnyelésének valószínűsége. Elméletileg a 137-es elemnek 137 elektronja lenne, és 100 százalék az esélye egy foton elnyelésére. Elektronai fénysebességgel forognának. Ami még őrültebb, hogy a 139-es elem elektronjainak, ha létezik ilyen anyag, gyorsabban kell forogniuk, mint a fénysebesség.

Elég fizikából? Gondolj bele, és érdekesnek fogod találni (jó, olyan érdekes, mint az elektronokról olvasni). A 137-es elem elméletben a fizika három fontos részét egyesítheti: a fénysebességet, a kvantummechanikát és az elektromágnesességet. Az 1900-as évek eleje óta a fizikusok elmélete szerint a 137-es elem egy Grand Unified Theory alapjául szolgálhat, amely a fenti három mezőt összekapcsolhatja. Mindenesetre olyan őrülten hangzik, mint az 51-es körzet idegenekkel vagy a Bermuda-háromszög.

5. Mi a szokatlan a névben?

Szinte minden elemnévnek több jelentése és jelentősége van, mint gondolná. Véletlenszerűen választják ki őket. Például az elemet az első szóval nevezzük el, ami eszünkbe jutott. – Kerflump. Igen jól.

Ezenkívül az elemek nevei az öt fő kategória egyikéből származnak. Ezek egyike híres tudósok neve, klasszikus példa az Einsteinium. Az elemek elnevezhetők a dokumentálásuk helyéről is, például germánium, americium, gallium stb. A név opciói közé tartoznak az égitestek, például a bolygók nevei. Az Uránuszt először nem sokkal az Uránusz bolygó felfedezése után fedezték fel. Az elemek nevet kaphatnak a mitológiából: például a titán a görög titánok után, a tórium pedig a skandináv mennydörgés istene után van – vagy a Csillagbosszúálló, amelyiket jobban szereti.

Végül vannak olyan nevek, amelyek leírják az elemek tulajdonságait. Az argon a görög argos szóból származik, ami azt jelenti, hogy "lusta" vagy "tétlen". Most úgy dönt, hogy az argon a leglustább elem. Hé argon, menj dolgozni. A bróm egy másik ilyen név a görög bromos szóból, ami „bűzt” jelent, és nagyon pontosan írja le a bróm szörnyű szagát.

4. Aligha volt ihlet

Ha jó a kártyázás, akkor ez a tény csak neked szól. Mengyelejevnek valahogyan össze kellett rendeznie az összes elemet, és ehhez szisztematikus megközelítésre volt szüksége. A táblázat kategóriákra bontásához természetesen a pasziánsz játékhoz fordult. Mengyelejev külön kártyákra felírta az egyes elemek atomsúlyát, és úgyszólván őrült pasziánszjátékba kezdett. Az elemeket meghatározott tulajdonságok szerint rendezte el, amelyek az „öltöny” típusát alkották. Ezután ezeket a kategorizált elemeket atomsúlyuk szerint oszlopokba tudta rendezni.

Sokunknak nehezen megy át egy normál pasziánsz játék szintjein, így ez a srác 1000-es szintű játékosként nagyon lenyűgöző. Mi a következő lépés? Valaki a sakk felé fordul, hogy forradalmasítsa az asztrofizikát, és olyan rakétát építsen, amely képes eljutni a galaxis pereméig és vissza, miközben abszolút stabil marad? Ez teljesen lehetséges, ha egy olyan őrült professzor, mint Mengyelejev, képes lenne valami hatalmasat rendszerezni egy kártyajáték segítségével.

3. "Nem" az inert gázokra

Fotó: Wikimedia

Emlékszel, hogyan minősítettük az argont a leglustább és legunalmasabb elemnek az Univerzum történetében? Mengyelejev valami hasonlót érzett. Amikor 1894-ben először izolálták az argont, az nem fért be az új táblázat egyik oszlopába sem, így a tudós ahelyett, hogy megtalálta volna a kiegészítést, úgy döntött, hogy tagadja ennek az elemnek a létezését.

Még meglepőbb, hogy nem az argon az egyetlen szerencsétlen elem, amely hasonló sorsra jut. További öt elemet találtak, csakúgy, mint a besorolatlan argont. Csak valamiféle diszkrimináció az elemek között. Viccet félretéve, radon, neon, kripton, hélium, xenon – mindegyiket megtagadták, csak azért, mert Mengyelejev nem talált nekik helyet a táblázatban. Évekig tartó újrakonfigurálás és átsorolás után ezek a szerencsés elemek (úgynevezett nemesgázok) beléphettek a Létező Elemek elit klubba.

2. Romantikus kapcsolatok

Ez a tény neked szól, romantikusok. Ha kiveszi a periódusos rendszer papíralapú másolatát, és kivágja a középső oszlopokat, akkor egy olyan periódusos rendszert kap, amelynek nincsenek elemei. Hajtsa össze egyszer a IV. csoport közepén, és meg is van – megtanulta, mely elemek alkothatnak vegyületeket egymással.

A „megcsókolt” elemek stabil vegyületeket alkotnak. Kiegészítő elektronikus struktúrákkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik ezek kombinálását. Ha ez nem igaz szerelem, mint Rómeó és Júlia, vagy akár Shrek és Fiona, akkor mi az?

1. A szén a fő

A szén a legfontosabb dolog akar lenni. Azt hiszed, mindent tudsz a szénről, de nem. Ez a rosszfiú többre képes, mint gondoltad volna. Tudtad, hogy több vegyület tartalmaz szenet, mint nem? Mi a helyzet azzal, hogy az élő szervezetek tömegének 20%-a szén? Ami még furcsább, hogy a tested minden szénatomja egykor része volt a légkörben lévő szén-dioxid töredékének. A szén nemcsak gyakorlatilag szuperelem, hanem a negyedik legnagyobb mennyiségben előforduló elem az egész Univerzumban.

Ha a periódusos rendszer egy buli lenne, akkor a szén mellett szeretne ott lenni. Úgy tűnik, ez az elem valóban tudja, hogyan kell szórakozni. Ez a gyémánt fő eleme is, így adjon hozzá egy kis csillogást csodálatos tulajdonságainak listájához.