Įdomiausi cheminiai junginiai. Vienas iš vandenilio sulfido panaudojimo būdų. Kokiais atvejais etilo alkoholis gali būti priešnuodis?

„Amkar“ futbolo klubas iš Permės gavo savo pavadinimą iš dviejų cheminių medžiagų - amoniako ir karbamido - santrumpos, nes jie buvo pagrindiniai OJSC produktai. Mineralinės trąšos“, kuris sukūrė klubą.

Jei skysčio klampumas priklauso tik nuo jo prigimties ir temperatūros, pavyzdžiui, vandens, toks skystis vadinamas Niutono. Jei klampumas priklauso ir nuo greičio gradiento, jis vadinamas neniutono. Tokie skysčiai elgiasi kaip kietos medžiagos, kai veikia staigi jėga. Pavyzdys – kečupas butelyje, kuris neištekės, nebent buteliuką pakratysite. Kitas pavyzdys yra sustabdymas kukurūzų krakmolas vandenyje. Jei supilsite jį į didelį indą, tiesiogine prasme galėsite juo vaikščioti, jei greitai judinsite kojas ir kiekvienam smūgiui pritaikysite pakankamai jėgos.

Ernestas Rutherfordas tyrinėjo pirmiausia fizikos sritį ir kadaise teigė, kad „visus mokslus galima suskirstyti į dvi grupes – fiziką ir pašto ženklų kolekcionavimą“. Tačiau jam buvo įteikta Nobelio chemijos premija, kuri buvo netikėta ir jam, ir kitiems mokslininkams. Vėliau jis pastebėjo, kad iš visų transformacijų, kurias galėjo stebėti, „netikėčiausias buvo jo paties virsmas iš fiziko į chemiką“.

Nuo 1990-ųjų interneto svetainėse ir adresų sąrašuose dažnai skamba raginimai uždrausti naudoti divandenilio monoksidą. Jie išvardija daugybę pavojų, kuriuos sukelia ši medžiaga: ji yra pagrindinis rūgštaus lietaus komponentas, pagreitina metalų koroziją, gali sukelti trumpąjį jungimą ir pan. Nepaisant pavojaus, medžiaga aktyviai naudojama kaip pramoninis tirpiklis, priedas maisto produktai, atominėse elektrinėse, o įmonės didžiulius kiekius išmeta į upes ir jūras. Šis pokštas – juk divandenilio monoksidas yra ne kas kita, kaip vanduo – turėtų išmokyti kritiškai suvokti informaciją. 2007 m. jį įsigijo Naujosios Zelandijos parlamentaras. Jis gavo panašų laišką iš rinkėjo ir perdavė jį vyriausybei, reikalaudamas uždrausti pavojingą cheminę medžiagą.

Braškių aldehido požiūriu organinė chemija yra ne aldehidas, o etilo eteris. Taip pat šios medžiagos braškėse nėra, o tik savo kvapu primena jas. Medžiaga gavo savo pavadinimą XIX amžiuje, kai cheminė analizė dar nebuvo labai tiksli.

Platina pažodžiui ispanų kalba reiškia „sidabras“. Šis konkistadorų šiam metalui duotas menkinantis pavadinimas paaiškinamas išskirtiniu platinos atsparumu ugniai, kuri negalėjo ištirpti, ilgai nerado naudojimo ir buvo vertinama perpus pigiau už sidabrą. Dabar pasaulio biržose platina yra apie 100 kartų brangesnė už sidabrą.

Drėgnos žemės kvapas, kurį užuodžiame po lietaus – tai organinė medžiaga geosminas, kurią gamina žemės paviršiuje gyvenančios melsvadės ir aktinobakterijos.

Daugelis cheminių elementų pavadinti šalių ar kitų geografinių ypatybių vardais. Iš karto keturi elementai – itris, iteris, terbis ir erbis – buvo pavadinti Švedijos Yterby kaimo vardu, šalia kurio buvo aptiktas didelis retųjų žemių metalų telkinys.

Deginant kobalto mineralus, kuriuose yra arseno, išsiskiria lakus, toksiškas arseno oksidas. Rūdai, kurioje yra šių mineralų, kalnakasiai suteikė kalnų dvasios Koboldo vardą. Senovės skandinavai lydymo aparatų apsinuodijimą lydant sidabrą priskyrė šio gudrybėms. piktoji dvasia. Pats metalinis kobaltas buvo pavadintas jo vardu.

Kanarai labai jautrūs metano kiekiui ore. Šia funkcija kadaise naudojosi kalnakasiai, kurie, eidami po žeme, pasiėmė narvą su kanarėlėmis. Jei dainavimo ilgai nesigirdėjo, tai reikėjo kuo greičiau lipti į viršų.

Antibiotikai buvo atrasti atsitiktinai. Aleksandras Flemingas keletą dienų paliko be priežiūros mėgintuvėlį su stafilokokų bakterijomis. Jame išaugo pelėsių grybų kolonija, kuri pradėjo naikinti bakterijas, o tada Flemingas išskyrė veikliąją medžiagą – peniciliną.

Kalakutiniai grifai turi labai aštrią uoslę, ypač gerai užuodžia etanetiolį – dujas, kurios išsiskiria pūstant gyvūnų lavonams. Dirbtinai pagaminto etanilio dedama į gamtines dujas, kurios pačios yra bekvapės, kad galėtume užuosti dujas, nutekėjusias iš neuždengto degiklio. Retai apgyvendintose JAV vietovėse tikrintojai kartais aptinka magistralinių vamzdynų nuotėkį būtent pagal kalakutų grifų, kuriuos vilioja pažįstamas kvapas, ratą.

Amerikietis Charlesas Goodyearas atsitiktinai atrado receptą, kaip gaminti kaučiuką, kuris karštyje nesuminkštėja, o šaltyje netampa trapi. Jis per klaidą įkaitino gumos ir sieros mišinį virtuvės viryklė(pagal kitą versiją jis prie krosnelės paliko guminį pavyzdį). Šis procesas vadinamas vulkanizavimu.

Įdomūs faktai apie chemiją ir dar daugiau...

Atsitiktiniai atradimai

Nachodka

1916 m. Badeno anilino-sodos gamykloje Vokietijoje buvo aptiktas pamirštas plieninis cilindras, kuriame yra suslėgto anglies monoksido CO. Atidarius indą, apačioje buvo apie 500 ml geltono aliejinio skysčio, turinčio būdingą kvapą ir lengvai degančio ore. Skystis cilindre buvo geležies pentakarbonilas, kuris palaipsniui susidarė esant padidėjusiam slėgiui dėl reakcijos

Fe + 5CO = .

Šis atradimas pažymėjo pramoninio metalo karbonilų – sudėtingų junginių, pasižyminčių nuostabiomis savybėmis, gamybos metodo pradžią.

Argonas

1894 metais anglų fizikas Lordas Reilis užsiėmė atmosferos orą sudarančių dujų tankio nustatymu. Kai Rayleigh pradėjo matuoti azoto mėginių, gautų iš oro ir iš azoto junginių, tankį, paaiškėjo, kad iš oro išskirtas azotas buvo sunkesnis už azotą, gautą iš amoniako.

Rayleigh buvo sutrikęs ir ieškojo neatitikimo šaltinio. Ne kartą jis su kartėliu sakė, kad „užmiega dėl azoto problemos“. Nepaisant to, jam ir anglų chemikui Ramsay pavyko įrodyti, kad atmosferos azote yra kitų dujų – argono Ar – priemaišos. Taigi pirmą kartą buvo aptiktos pirmosios dujos iš tauriųjų (inertinių) dujų grupės, kurioms nebuvo vietos periodinėje lentelėje.

Klatratai

Kartą viename iš JAV regionų sprogo gamtinių dujų vamzdynas. Tai įvyko pavasarį, esant 15°C oro temperatūrai. Dujotiekio plyšimo vietoje viduje rasta baltos spalvos medžiaga, panaši į sniegą, tvyro gabenamų dujų kvapas. Paaiškėjo, kad plyšimas įvyko dėl vamzdyno užsikimšimo nauja jungtimi gamtinių dujų kompozicija C n H 2 n +2 (H 2 O) x, dabar vadinama inkliuziniu junginiu arba klatratu. Dujos nebuvo kruopščiai išdžiovintos, o vanduo tarpmolekulinėje sąveikoje su angliavandenilių molekulėmis susidarė kietas produktas - klatratas. Ši istorija pradėjo klatratų, kurie yra vandens molekulių ar kito tirpiklio kristalinis karkasas, kurio ertmėse yra angliavandenilių molekulės, chemijos vystymąsi.

Fosforas

1669 m. kareivis alchemikas Honnigas Brandas, ieškodamas „filosofinio akmens“, išgarino karių šlapimą. Jis į sausą likutį įpylė medžio anglies ir pradėjo kaitinti mišinį. Su nuostaba ir baime jis pamatė žalsvai melsvą švytėjimą, atsirandantį jo inde. „Mano ugnis“ – taip Brandas pavadino šaltą atrastų garų švytėjimą baltasis fosforas. Iki pat gyvenimo pabaigos Brandas nežinojo, kad atrado naują cheminį elementą, o minčių apie cheminius elementus tuo metu nebuvo.

Juoda pudra

Pasak vienos legendos, iš Freiburgo kilęs Konstantinas Unklitzenas, dar žinomas kaip vienuolis Bertoldas Švarcas, 1313 m., ieškodamas „filosofinio akmens“, grūstuve sumaišė salietrą (kalio nitratą KNO 3), sierą ir anglį. Jau sutemo ir, norėdamas uždegti žvakę, jis iš titnago išmušė kibirkštį. Į skiedinį netyčia įkrito kibirkštis. Buvo stiprus blyksnis, skleidęs tirštus baltus dūmus. Taip buvo atrasta juoda pudra. Bertholdas Schwartzas šiuo pastebėjimu neapsiribojo. Jis įdėjo mišinį į ketaus indą, mediniu kamščiu užkimšo skylę, o ant viršaus uždėjo akmenį. Tada jis pradėjo šildyti indą. Mišinys užsiliepsnojo, susidariusios dujos išmušė kištuką ir išmetė pro kambario duris įsiveržusį akmenį. Taigi, be parako, liaudies vokiečių alchemikas netyčia „išrado“ pirmąją „patranką“.

Chloras

Švedų chemikas Scheele kartą tyrė įvairių rūgščių poveikį mineraliniam piroliusitui (mangano dioksidui MnO 2). Vieną dieną jis pradėjo kaitinti mineralą druskos rūgštimi HCl ir užuodė „regia degtinei“ būdingą kvapą:

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

Scheele surinko geltonai žalias dujas, kurios sukėlė šį kvapą, ištyrė jų savybes ir pavadino jas „deflogistuota druskos rūgštimi“ arba „vandenilio chlorido rūgšties oksidu“. Vėliau paaiškėjo, kad Scheele atrado naują cheminį elementą – chlorą Cl.

Sacharinas

1872 metais jaunas rusų emigrantas Fahlbergas dirbo profesoriaus Air Remsen (1846-1927) laboratorijoje Baltimorėje (JAV). Taip atsitiko, kad baigęs kai kurių luenesulfamido C 6 H 4 (SO 2) NH 2 (CH 3) darinių sintezę, Fahlbergas, pamiršęs nusiplauti rankas, nuėjo į valgomąjį. Per pietus jis pajuto saldų skonį burnoje. Tai jį sudomino... Jis nuskubėjo į laboratoriją ir pradėjo tikrinti visus reagentus, kuriuos naudojo sintezei. Tarp atliekų kanalizacijos dubenyje Fahlbergas aptiko tarpinį sintezės produktą, kurį išmetė dieną prieš tai, kuris buvo labai saldus. Medžiaga buvo vadinama sacharinu, o jos cheminis pavadinimas yra o-sulfobenzenkarboksirūgšties imidas C 6 H 4 (SO 2) CO (NH). Sacharinas išsiskiria neįprastai saldžiu skoniu. Jo saldumas yra 500 kartų didesnis nei paprasto cukraus. Sacharinas yra naudojamas kaip cukraus pakaitalas diabetikams.

Jodas ir katė

Kurtua draugai, atradę naują cheminį elementą jodą, pasakoja įdomių šio atradimo detalių. Courtois turėjo mėgstamą katę, kuri dažniausiai per pietus sėdėdavo šeimininkui ant peties. Courtois dažnai pietus valgydavo laboratorijoje. Vieną dieną per pietus katė, kažko išsigandusi, šoko ant grindų, bet atsidūrė ant butelių, stovėjusių prie laboratorinio stalo. Viename buteliuke Courtois eksperimentui paruošė dumblių pelenų suspensiją etanolyje C 2 H 5 OH, o kitame buvo koncentruota sieros rūgštis H 2 SO 4. Buteliai sulūžo ir skysčiai susimaišė. Nuo grindų pradėjo kilti mėlynai violetinių garų debesys, kurie nusėdo ant aplinkinių objektų mažyčių juodai violetinių kristalų su metalo blizgesiu ir aštraus kvapo pavidalu. Tai buvo naujas cheminis elementas – jodas. Kadangi kai kurių dumblių pelenuose yra natrio jodido NaI, jodo susidarymas paaiškinamas tokia reakcija:

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

Ametistas

Rusų geochemikas E. Emlinas kartą su šunimi vaikščiojo Jekaterinburgo apylinkėse. Žolėje netoli nuo kelio jis pastebėjo nepastebimos išvaizdos akmenį. Šuo pradėjo kasti žemę prie akmens, o Emlinas ėmė padėti jam lazda. Bendromis pastangomis jie išstūmė akmenį iš žemės. Po akmeniu buvo išsibarstę ametisto brangakmenių kristalai. Jau pirmąją dieną į šią vietą atvykusi geologų paieškos grupė išgavo šimtus kilogramų purpurinio mineralo.

Dinamitas

Vieną dieną buteliai su nitroglicerinu, galingu sprogmeniu, buvo gabenami dėžėse, pripildytose akytos uolienos, vadinamos infuzorine žeme arba diatomite. Tai buvo būtina, kad buteliai nebūtų pažeisti transportavimo metu, o tai visada sukeldavo nitroglicerino sprogimą. Pakeliui vienas iš butelių sulūžo, bet sprogimo nebuvo. Diatomitinė žemė kaip kempinė sugėrė visą išsiliejusį skystį. Nitroglicerino gamyklų savininkas Nobelis atkreipė dėmesį ne tik į tai, kad nėra sprogimo, bet ir į tai, kad kisielius sugeria beveik tris kartus daugiau nitroglicerino, palyginti su savo svoriu. Atlikęs eksperimentus, Nobelis nustatė, kad nitroglicerinu impregnuota diatomitinė žemė nuo smūgio nesprogsta. Sprogimas įvyksta tik nuo detonatoriaus sprogimo. Taip buvo gautas pirmasis dinamitas. Užsakymai jo gamybai į Nobelą pasipylė iš visų šalių.

Tripleksas

1903 m. prancūzų chemikas Edouard'as Benedictus (1879-1930) per vieną iš savo darbų neatsargiai numetė tuščią kolbą ant grindų. Jo nuostabai kolba nesulūžo į gabalus, nors sienos buvo padengtos daugybe įtrūkimų. Paaiškėjo, kad stiprumo priežastis buvo kolodijaus tirpalo plėvelė, kuri anksčiau buvo laikoma kolboje. Kolodionas – tai celiuliozės nitratų tirpalas etanolio C 2 H 5 OH mišinyje su etilo eteriu (C 2 H 5) 2 O. Išgaravus tirpikliams, celiuliozės nitratai lieka skaidrios plėvelės pavidalu.

Šis incidentas Benediktui sukėlė nedūžtančio stiklo idėją. Dviejų lakštų suklijavimas, esant nedideliam spaudimui paprastas stiklas su kolodijaus tarpikliu, o po to tris lakštus su celiulioidiniu tarpikliu chemikas gavo trijų sluoksnių „tripleksinį“ saugų stiklą. Prisiminkime, kad celiulioidas yra permatomas plastikas, gaunamas iš kolodijaus, į kurį pridedama plastifikatoriaus kamparo.

Pirmasis karbonilas

1889 m. Mondo laboratorija pastebėjo ryškią liepsnos spalvą deginant dujų mišinį, sudarytą iš vandenilio H2 ir anglies monoksido CO, kai šis mišinys buvo leidžiamas per nikelio vamzdžius arba nikelio vožtuvą. Tyrimas parodė, kad liepsnos spalvos priežastis yra lakiųjų priemaišų buvimas dujų mišinyje. Priemaiša buvo išskirta užšaldant ir ištirta. Paaiškėjo, kad tai nikelio tetrakarbonilas. Taip buvo atrastas pirmasis geležies šeimos metalų karbonilas.

Elektrotipas

1836 m. rusų fizikas ir elektros inžinierius Borisas Semenovičius Jacobi (1801-1874) atliko įprastą vario sulfato CuSO 4 vandeninio tirpalo elektrolizę ir pamatė, kad ant vieno iš vario elektrodų susidarė plona varinė danga:

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

Aptardamas šį reiškinį, Jacobi atėjo į idėją apie galimybę padaryti bet kokio daikto varines kopijas. Taip prasidėjo galvanoplastikos plėtra. Tais pačiais metais pirmą kartą pasaulyje Jacobi pagamino klišę, skirtą popierinių banknotų spausdinimui naudojant elektrolitinį vario augimą. Jo pasiūlytas metodas netrukus paplito ir kitose šalyse.

Netikėtas sprogimas

Vieną dieną chemijos sandėlyje buvo aptikti du pamiršti diizopropilo eterio buteliai - bespalvis skystis (CH 3) 2 СНСОН (СН 3) 2, kurio virimo temperatūra 68 0 C. Chemikų nuostabai, apačioje. butelių buvo kristalinė masė, panaši į kamparą. Kristalai atrodė gana nekenksmingi. Vienas iš chemikų įpylė skystį į kriauklę ir bandė ištirpinti kristalines nuosėdas vandeniu, tačiau jam nepavyko. Tada buteliai, kurių nepavyko išplauti, be jokių atsargumo priemonių buvo išvežti į miesto sąvartyną. Ir tada kažkas metė į juos akmenį. Po to įvyko galingas sprogimas, savo galia prilygsta nitroglicerino sprogimui. Vėliau paaiškėjo, kad dėl lėtos oksidacijos eteryje susidaro polimerų peroksido junginiai - stiprūs oksidatoriai, degios ir sprogios medžiagos.

Dirbtinis kraujas

Chemikas Williamas-Mansfieldas Clarkas (1884-1964) iš Alabamos medicinos koledžo (JAV), nusprendęs nuskandinti sugautą žiurkę, stačia galva įmetė į pirmą akį patraukusią silikoninės alyvos stiklinę, stovinčią ant laboratorijos stalo. Jo nuostabai, žiurkė neužspringo, o beveik 6 valandas kvėpavo skysčiu. Paaiškėjo, kad silikoninė alyva buvo prisotinta deguonies kažkokiam eksperimentui. Šis stebėjimas buvo „kvėpavimo skysčio“ ir dirbtinio kraujo kūrimo darbo pradžia. Silikoninė alyva yra skystas organinis silicio polimeras, galintis ištirpinti ir išlaikyti iki 20% deguonies. Yra žinoma, kad ore yra 21% deguonies. Todėl silikoninė alyva kurį laiką užtikrino žiurkės gyvybinę veiklą. Dar daugiau deguonies (daugiau nei 1 litras viename litre skysčio) sugeria perfluordekalinas C 10 F 18, naudojamas kaip dirbtinis kraujas.

Taip pat klatratas

1811 m. anglų chemikas Davy perleido chloro dujas per vandenį, atšaldytą iki 0 °C, kad išvalytų nuo vandenilio chlorido priemaišų. Jau tada buvo žinoma, kad HCl tirpumas vandenyje smarkiai didėja mažėjant temperatūrai. Deivis nustebo išvydęs gelsvai žalius kristalus inde. Jis niekada negalėjo nustatyti kristalų prigimties. Tik mūsų amžiuje buvo įrodyta, kad Davy gauti kristalai turi Cl 2 ∙ (7 + x)H 2 O sudėtį ir yra nestechiometriniai inkliuziniai junginiai arba klatratai. Klatratuose vandens molekulės sudaro savotiškus narvus, uždarytus iš šonų ir apimančius chloro molekules. Davy atsitiktinis stebėjimas pažymėjo klatratų chemijos pradžią, kuri turi daug praktinių pritaikymų.

Ferocenas

Naftos perdirbimo įmonės jau seniai pastebėjo, kad geležies vamzdynuose susidaro raudona kristalinė danga, kai per juos aukštoje temperatūroje buvo praleidžiami naftos distiliatai, kuriuose yra ciklopentadieno C5H6. Inžinierius tik suerzino poreikis papildomai valyti vamzdynus.Vienas smalsiausių inžinierių išanalizavęs raudonus kristalus išsiaiškino, kad tai naujas cheminis junginys, kuriam buvo suteiktas trivialus pavadinimas ferocenas, cheminis šios medžiagos pavadinimas yra | bis-ciklopentadienilo geležis (II). Paaiškėjo ir gamyklos geležinių vamzdžių korozijos priežastis. Ji turėjo reakciją

C5H6 + Fe = + H2

Fluoroplastinis

Pirmoji polimerinė medžiaga, turinti fluoro, mūsų šalyje žinoma kaip fluoroplastinė, o JAV – kaip teflonas, buvo gauta atsitiktinai. Vieną dieną amerikiečių chemiko R. Plunketto laboratorijoje 1938 m. dujos nustojo tekėti iš baliono, užpildyto tetrafluoretilenu CF 2 CF 2 . Plunkettas iki galo atidarė sklendę, viela išvalė skylę, bet dujos neišėjo. Tada jis papurtė balioną ir pajuto, kad jame vietoj dujų yra kažkokia kieta medžiaga. Talpykla buvo atidaryta ir išsiliejo balti milteliai. Tai buvo polimeras – politetrafluoretilenas, vadinamas teflonu. Balione įvyko polimerizacijos reakcija

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

Teflonas atsparus visoms žinomoms rūgštims ir jų mišiniams bei šarminių metalų hidroksidų vandeninių ir nevandeninių tirpalų poveikiui. Jis gali atlaikyti temperatūrą nuo -269 iki +200°C.

Karbamidas

1828 m. vokiečių chemikas Wöhleris bandė gauti amonio cianato HH 4 NCO kristalus. Pagal reakciją jis perleido amoniaką per vandeninį ciano rūgšties HNCO tirpalą

HNCO + NH 3 = NH 4 NCO.

Wöhleris gautą tirpalą išgarino, kol susidarė bespalviai kristalai. Įsivaizduokite jo nuostabą, kai kristalų analizė parodė, kad jis gavo ne amonio cianatą, o gerai žinomą karbamidą (NH 2) 2 CO, dabar vadinamą karbamidu. Prieš Wöhlerį karbamidas buvo gaunamas tik iš žmogaus šlapimo. Suaugęs žmogus kasdien su šlapimu išskiria apie 20 g karbamido. Wöhleriui nė vienas iš to meto chemikų netikėjo, kad organinės medžiagos gali būti gaunamos už gyvo organizmo ribų. Buvo tikima, kad organinės medžiagos gyvame organizme gali susidaryti tik veikiamos „gyvybinės jėgos“. Kai Wöhleris informavo švedų chemiką Berzelius apie savo sintezę, jis gavo tokį atsakymą: „...Tas, kuris pradėjo savo nemirtingumą šlapime, turi visas priežastis užbaigti savo pakilimo į dangų kelią su to paties objekto pagalba. .

Wöhlerio sintezė atvėrė platų kelią daugybei organinių medžiagų gaminti iš neorganinių. Daug vėliau buvo nustatyta, kad kaitinamas arba ištirpinamas vandenyje, amonio cianatas virsta karbamidu:

NH 4 NCO = (NH 2) 2 CO.

Tsinkal

Jau mūsų amžiuje vienas iš metalurgų gamino aliuminio A1 lydinį su 22% cinko Zn, kurį pavadino cinku. Norėdamas ištirti mechanines cinko savybes, metalurgas iš jo pagamino plokštę ir greitai ją pamiršo, užsiėmė kitų lydinių gamyba. Vieno iš eksperimentų metu, norėdamas apsaugoti savo veidą nuo šiluminės degiklio spinduliuotės, jis jį atitvėrė po ranka buvusia cinko lėkšte. Darbo pabaigoje metalurgas nustebo pamatęs, kad plokštė be sunaikinimo žymių pailgėjo daugiau nei 20 kartų. Taip buvo atrasta superplastinių lydinių grupė. Cinko superplastinės deformacijos temperatūra pasirodė lygi 250°C, daug mažesnė už lydymosi temperatūrą. 250 ° C temperatūroje cinko plokštė tiesiogine prasme pradeda tekėti veikiama gravitacijos, nevirsdama į skystą būseną.

Tyrimai parodė, kad superplastiniai lydiniai susidaro iš labai smulkių grūdelių. Kai kaitinama esant labai mažai apkrovai, plokštė pailgėja dėl didėjančio grūdelių skaičiaus tempimo kryptimi, kartu mažinant grūdelių skaičių skersine kryptimi.

Benzenas

1814 metais Londone atsirado dujinis apšvietimas. Šviečiančios dujos buvo laikomos geležiniuose cilindruose esant slėgiui. Vasaros naktimis apšvietimas buvo įprastas, o žiemą, per didelius šalčius, buvo silpnas. Kažkodėl dujos nesukėlė ryškios šviesos.

Dujų gamyklos savininkai kreipėsi pagalbos į chemiką Faradėjų. Faradėjus nustatė, kad žiemą dalis šviečiančių dujų balionų apačioje susirenka skaidraus skysčio pavidalu, kurio sudėtis C6H6. Jis pavadino tai „karbiuruotu vandeniliu“. Tai buvo dabar gerai žinomas benzenas. Garbė atrasti benzeną liko Faraday. Pavadinimą „benzenas“ naujai medžiagai suteikė vokiečių chemikas Liebigas.

Balta ir pilka skarda

Antroji ir paskutinė anglų keliautojo Roberto Falcono Scotto ekspedicija 1912 metais į Pietų ašigalį baigėsi tragiškai. 1912 m. sausį Scottas ir keturi jo draugai pėsčiomis pasiekė Pietų ašigalį ir iš palapinės bei palikto raštelio atrado, kad Pietų ašigalį Amundseno ekspedicija atrado vos prieš keturias savaites. Su nusivylimu jie išvyko atgaline kelione esant labai dideliam šalčiui. Tarpinėje bazėje, kurioje buvo laikomas kuras, jo nerado. Geležiniai kanistrai su žibalu pasirodė tušti, nes juose „kažkas atidarė siūles“, kurios anksčiau buvo užsandarintos skarda. Skotas ir jo bendražygiai sustingo šalia neužsandarytų kanistrų.

Taip tragiškomis aplinkybėmis išsiaiškinta, kad skarda at žemos temperatūros pereina į kitą polimorfinę modifikaciją, pramintą „alavo maru“. Perėjimas prie žemos temperatūros modifikacijos lydimas paprasto alavo pavertimo dulkėmis. Balta skarda arba β-Sn, kuri buvo naudojama kanistrams sandarinti, virto pilka dulkėta skarda arba α-Sn. Mirtis Scottą ir jo palydovus aplenkė vos 15 km nuo tos vietos, kur jų laukė pagrindinė ekspedicijos dalis, kurioje buvo du rusai Girevas ir Omelčenka.

Helis

1889 metais anglų chemikas D. Matthewsas mineralinį kleveitą apdorojo pakaitinta sieros rūgštimi H 2 SO 4 ir nustebo pamatęs, kad išsiskiria nežinomos dujos, kurios nedega ir nepalaiko degimo. Paaiškėjo, kad tai helis He. Gamtoje retai sutinkamas mineralas kleveitas yra mineralinio uranito atmaina, kurios sudėtis yra UO 2. Tai labai radioaktyvus mineralas, išskiriantis alfa daleles – helio atomų branduolius. Prijungdami elektronus, jie virsta helio atomais, kurie mažų burbuliukų pavidalu lieka įterpti į mineralinius kristalus. Kai jis apdorojamas sieros rūgštimi, įvyksta reakcija

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

Urano dioksidas UO 2 ištirpsta uranilsulfato (UO 2)SO 4 pavidalu, o jis išsiskiria ir išsiskiria kaip dujos kartu su sieros dioksidu SO 2. Ypač daug He buvo mineraliniame torianite, torio ir urano dioksiduose (Th,U)O 2: 1 litras torianito, kaitinamas iki 800°C, išskiria beveik 10 litrų He.

1903 metais Kanzase (JAV) naftos bendrovė ieškojo naftos. Maždaug 100 m gylyje ji susidūrė su dujų sluoksniu, kuris davė dujų fontaną. Didžiui naftininkų nuostabai dujos nesudegė. Tai taip pat buvo helis.

Violetinė

Romėnų enciklopedistas Markas Terentijus Varras (116–27 m. pr. Kr.) savo veikale „Žmogiškosios ir dieviškosios senovės“ papasakojo legendą.

Kartą finikiečių Tyro miesto gyventojas vaikščiojo pajūriu su šunimi. Šuo, tarp akmenukų radęs mažą kriauklę, išmestą banglentės, sutraiškė jį dantimis. Šuns burna iškart pasidarė raudona ir mėlyna. Taip buvo atrastas garsusis natūralus dažiklis – senovinė purpurinė, kuri dar buvo vadinama Tyrian purpurine, karališka violetine. Šiais dažais buvo dažomi Senovės Romos imperatorių drabužiai. Violetinės spalvos šaltinis – plėšrieji purpuriniai moliuskai, kurie minta kitais moliuskais, pirmiausiai sunaikindami jų kiautus rūgštimi, kurią išskiria seilių liaukos. Violetinė spalva buvo išgaunama iš violetinių raudonmedžio liaukų. Dažų spalvos anksčiau buvo identifikuojamos su įvairiais simboliais. Violetinė buvo orumo, jėgos ir galios simbolis.

1909 m. vokiečių chemikas Paul Friedländer (1857–1923) kompleksinės sintezės būdu gavo dibromindigo 2 ir įrodė savo tapatybę su Viduržemio jūros violetine spalva.

Urano spinduliuotė

Prancūzų fizikas Becquerel ištyrė tam tikrų kristalų, vadinamų fosforais, švytėjimą tamsoje, prieš tai juos apšvitinus saulės šviesa. Bekerelis turėjo didelę fosforo kolekciją, tarp jų buvo uranilo-kalio sulfatas K 2 (UO 2) (SO 4) 2. Po rentgeno spindulių atradimo Becquerel nusprendė išsiaiškinti, ar jo fosforas skleidžia šiuos spindulius, todėl juodu nepermatomu popieriumi padengta fotografijos plokštė pajuoduoja. Į tokį popierių jis įvyniojo fotoplokštę, o ant viršaus uždėjo šio ar kito fosforo, anksčiau saulėje. Vieną 1896 m. dieną debesuotomis dienomis Bekerelis, neatlaikęs uranilo-kalio sulfato saulėje, padėjo jį ant suvyniotos lėkštės, laukdamas saulėto oro. Kažkodėl jis nusprendė sukurti šią fotografinę plokštelę ir aptiko joje gulinčio kristalo kontūrus. Tapo aišku, kad prasiskverbianti urano druskos U spinduliuotė niekaip nesusijusi su fosforo švytėjimu, kad ji egzistuoja nepriklausomai nuo nieko.

Taip buvo atrastas natūralus urano junginių, o vėliau ir torio Th radioaktyvumas. Becquerel stebėjimai buvo pagrindas Pierre'ui ir Marie Curie ieškoti naujų, radioaktyvesnių cheminių elementų urano mineraluose. Paaiškėjo, kad jų rastas polonis ir radis yra radioaktyvaus urano atomų skilimo produktai.

Lakmusas

Kartą anglų chemikas Boyle'as paruošė vandeninį lakmuso kerpių užpilą. Buteliukas, kuriame jis laikė užpilą, buvo reikalingas druskos rūgšties HCl. Išpylęs užpilą, Boyle'as įpylė rūgšties į kolbą ir nustebo pamatęs, kad rūgštis pasidarė raudona. Tada jis įlašino kelis lašus infuzijos į vandeninį natrio hidroksido NaOH tirpalą ir pamatė, kad tirpalas pasidarė mėlynas. Taip buvo atrastas pirmasis rūgščių-šarmų indikatorius, vadinamas lakmusu. Vėliau Boyle'as, o vėliau ir kiti tyrinėtojai, pradėjo naudoti popieriaus gabalus, pamirkytus lakmuso kerpių užpile, o paskui išdžiovintus. Lakmuso popierėlis šarminiame tirpale pasidarė mėlynas, o rūgštiniame – raudonas.

Bartletto atradimas

Kanados studentas Neilas Bartlettas (g. 1932 m.) nusprendė iš bromidų išvalyti platinos heksafluoridą PtF 6, leisdamas per jį fluoro dujas F 2. Jis manė, kad išsiskyręs bromas Br 2, esant fluorui, turėtų virsti šviesiai geltonu bromo trifluoridu BrF 3, kuris atvėsęs taptų skysčiu:

NaBr + 2F 2 = NaF + BrF 3.

Vietoj to, Bartlett pamatė svarbiausią dalyką didelis kiekis raudoni garai virsta raudonais kristalais ant šaltų prietaiso dalių. Atsakymą į šį neįprastą reiškinį Bartlet pavyko rasti tik po dvejų metų. Platinos heksafluoridas ilgą laiką buvo laikomas ore ir, būdamas labai stiprus oksidatorius, palaipsniui sąveikavo su oro deguonimi, sudarydamas oranžinius dioksigenilheksafluorplatinato kristalus:

O 2 + PtF 6 = O 2.

O 2 + katijonas vadinamas dioksigenilo katijonu. Kaitinant fluoro sraute, ši medžiaga sublimavo raudonų garų pavidalu. Šio atsitiktinio reiškinio analizė paskatino Bartlettą padaryti išvadą apie galimybę susintetinti tauriųjų (inertinių) dujų junginius. 1961 metais Bartlettas, jau būdamas chemijos profesoriumi, sumaišė PtF 6 su ksenonu Xe ir gavo pirmąjį tauriųjų dujų junginį – ksenono heksafluorplatinatą Xe.

Fosgenas

1811 metais anglų chemikas Davy, pamiršęs, kad inde jau buvo anglies monoksido CO – bespalvių ir bekvapių dujų, į šį indą įpylė chloro C1 2, kurį norėjo sutaupyti kitą dieną numatytiems eksperimentams. Uždarytas indas liko stovėti ant laboratorinio stalo prie lango. Diena buvo šviesi ir saulėta. Kitą rytą Deivis pamatė, kad inde esantis chloras prarado gelsvai žalsvą spalvą. Šiek tiek atidaręs indo čiaupą pajuto savotišką kvapą, primenantį obuolių, šieno ar pūvančių lapų kvapą. Davy ištyrė indo turinį ir nustatė, kad yra naujos dujinės medžiagos CC1 2 O, kurią pavadino „fosgenu“, o tai išvertus iš graikų kalbos reiškia „gimęs iš šviesos“. Šiuolaikinis pavadinimas CC1 2 O yra anglies oksido dichloridas. Šviesoje veikiamame inde įvyko reakcija

CO + C1 2 = CC1 2 O.

Taip buvo atrasta galinga nuodinga bendro toksinio poveikio medžiaga, plačiai naudojama Pirmajame pasauliniame kare.

Gebėjimas palaipsniui užkrėsti kūną nereikšmingiausiomis koncentracijomis padarė fosgeną pavojingu nuodu, nepaisant jo kiekio ore.

1878 metais buvo atrasta, kad fosgenas susidaro iš CO ir C1 2 mišinio tamsoje, jeigu šiame mišinyje yra katalizatoriaus – aktyvintos anglies.

Veikiant vandeniui, fosgenas palaipsniui sunaikinamas, susidaro anglies H 2 CO 3 ir druskos HCl rūgštys:

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

Vandeniniai kalio hidroksidų KOH ir natrio hidroksidų NaOH tirpalai akimirksniu sunaikina fosgeną:

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

Šiuo metu fosgenas naudojamas daugelyje organinių sintezių.

Surikas

Šis įvykis įvyko daugiau nei prieš 3000 metų. Garsusis graikų menininkas Nikias laukė, kol atplauks kalkė, kurią užsakė iš Rodo salos Viduržemio jūroje. Į Atėnų Pirėjo uostą atplaukė laivas su dažais, tačiau jame staiga kilo gaisras. Nikiaso laivas taip pat buvo apimtas liepsnos. Kai gaisras buvo užgesintas, nusiminęs Nikias priartėjo prie laivo liekanų, tarp kurių pamatė apanglėjusias statines. Vietoj balinimo jis atrado kažkokią ryškiai raudoną medžiagą po anglies ir pelenų sluoksniu. Nikijos bandymai parodė, kad ši medžiaga buvo puikus raudonas dažiklis. Taigi Pirėjo uoste kilęs gaisras pasiūlė naujų dažų, vėliau pavadintų raudonuoju švinu, gamybos būdą. Norėdami jį gauti, jie pradėjo kalcinuoti baltąjį šviną arba bazinį švino karbonatą ore:

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

Miniumas yra švino(IV)-dislead(II) tetroksidas.

Döbereiner titnagas

Katalizinio platinos veikimo reiškinys buvo atrastas atsitiktinai. Vokiečių chemikas Döbereineris dirbo platinos chemijos srityje. Jis gavo kempinę, labai porėtą platiną („juodąją platiną“) kalcinuodamas amonio heksachlorplatinatą (NH 4) 2:

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

1823 m., per vieną iš eksperimentų, kempinės platinos Pt gabalėlis atsidūrė prie įrenginio vandenilį H2 gaminti. Vandenilio srovė, susimaišiusi su oru, pataikė į platiną, vandenilis įsiliepsnojo ir užsidegė. Döbereineris iš karto įvertino savo atradimo reikšmę. Tuo metu rungtynių nebuvo. Jis sukūrė vandenilio uždegimo įrenginį, vadinamą „Döbereiner titnagu“ arba „uždegimo mašina“. Šis prietaisas netrukus buvo parduotas visoje Vokietijoje.

Platiną Döbereineris gavo iš Rusijos iš Uralo. Tam jam padėjo draugas I.-V. Gėtė, Veimaro kunigaikštystės ministras Karolio Augusto valdymo laikais. Kunigaikščio sūnus buvo vedęs dviejų Rusijos carų – Aleksandro I ir Nikolajaus I – seserį Mariją Pavlovną. Būtent Marija Pavlovna buvo tarpininkė Döbereineryje, gaudama platiną iš Rusijos.

Glicerinas ir akroleinas

1779 m. švedų chemikas Scheele atrado glicerolį HOCH 2 CH(OH) CH 2 OH. Norėdamas ištirti jo savybes, jis nusprendė išlaisvinti medžiagą nuo vandens priemaišų. Į gliceriną įdėjęs vandenį šalinančios medžiagos, Scheele pradėjo distiliuoti gliceriną. Patikėjęs šį darbą savo padėjėjui, jis paliko laboratoriją. Kai Scheele grįžo, asistentas be sąmonės gulėjo prie laboratorinio stalo, o kambaryje tvyrojo aštrus, aitrus kvapas. Scheele pajuto, kad jo akys dėl ašarų gausos nustoja nieko atskirti. Greitai ištraukė padėjėją į gryną orą ir išvėdino kambarį. Tik po kelių valandų asistentas Scheele sunkiai atgavo sąmonę. Taip susiformavo nauja medžiaga – akroleinas, kuris išvertus iš graikų kalbos reiškia „aštrus aliejus“.

Akroleino susidarymo reakcija yra susijusi su dviejų vandens molekulių atskyrimu nuo glicerolio:

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

Akroleino sudėtis yra CH 2 (CH) CHO ir yra akrilo rūgšties aldehidas. Tai bespalvis, lengvai verdantis skystis, kurio garai stipriai dirgina akių ir kvėpavimo takų gleivinę bei turi toksinį poveikį. Nuo nežymaus akroleino kiekio susidarymo priklauso gerai žinomas degintų riebalų ir aliejų kvapas bei mirštanti lajaus žvakė. Šiuo metu preparate plačiai naudojamas akroleinas polimerinės medžiagos o įvairių sintezėje organiniai junginiai.

Anglies dioksidas

Anglų chemikas Priestley atrado, kad gyvūnai miršta „sugadintame ore“ (taip jis vadino anglies dioksidą CO 2). O kaip su augalais? Po stikliniu varpeliu jis padėjo nedidelį vazonėlį su gėlėmis, o šalia padėjo uždegtą žvakę, kad „sugadintų“ orą. Netrukus žvakė užgeso dėl beveik visiško deguonies pavertimo po gaubtu į anglies dioksidą:

C + O 2 = CO 2.

Priestley nunešė kepurėlę su gėle ir užgesusia žvake prie lango ir paliko kitai dienai. Ryte jis nustebęs pastebėjo, kad gėlė ne tik nenuvyto, bet šalia ant šakos atsivėrė dar vienas pumpuras. Susirūpinęs Priestley uždegė kitą žvakę ir greitai paguldė ją po gaubtu ir padėjo šalia pirmosios žvakės. Žvakė degė toliau. Kur dingo „sugadintas oras“?

Taip pirmą kartą buvo atrastas augalų gebėjimas sugerti anglies dioksidą ir išskirti deguonį. Priestley laikais jie dar nežinojo nei oro, nei anglies dioksido sudėties.

Vandenilio sulfidas ir sulfidai

Prancūzų chemikas Proustas tyrė rūgščių poveikį natūraliems mineralams. Kai kurių eksperimentų metu nuolat buvo išskiriamos bjauraus kvapo dujos vandenilio sulfidas H 2 S. Vieną dieną, veikiant mineralą sfaleritą (cinko sulfidą ZnS) su druskos rūgštimi HCl:

ZnS + 2HCl = H2S + ZnCl2,

Proustas pastebėjo, kad mėlynas vandeninis vario sulfato CuSO 4 tirpalas netoliese esančiame stikle buvo padengtas ruda plėvele. Jis perkėlė stiklą su mėlynu tirpalu arčiau stiklo, iš kurio išsiskyrė H 2 S, ir, nekreipdamas dėmesio į kvapą, pradėjo maišyti mėlyną tirpalą. Netrukus mėlyna spalva išnyko, o stiklo apačioje atsirado juodos nuosėdos. Nuosėdų analizė parodė, kad tai vario sulfidas:

CuSO 4 + H 2 S = CuS↓ + H 2 SO 4.

Taigi, matyt, pirmą kartą buvo aptiktas kai kurių metalų sulfidų susidarymas, veikiant vandenilio sulfidui jų druskoms.

Deimantų karštinė

Deimantų telkinys Brazilijoje buvo aptiktas atsitiktinai. 1726 m. portugalų kalnakasys Bernardas da Fonsena Labo vienoje aukso kasyklų pamatė, kad darbininkai žaidė kortomis! žaidimai pažymi laimėtus arba pralaimėtus balus blizgančiais skaidrūs akmenys. Labo pripažino juos deimantais. Jis turėjo santūrumo nuslėpti savo atradimą. Iš darbininkų jis paėmė kelis didžiausius akmenis. Tačiau per deimantų pardavimą Europoje Labo nepavyko nuslėpti savo radinio. Į Braziliją pasipylė minios deimantų ieškotojų ir prasidėjo „deimantų karštinė“. Štai kaip buvo aptikti deimantų telkiniai pietų Afrika, kuri dabar didžiąją jų dalį tiekia tarptautinei rinkai. 1867 metais pirklys ir medžiotojas Johnas O'Relly sustojo nakvoti olando Van Niekerko ūkyje, kuris stovėjo ant upės krantų. Vaal. Jo dėmesį patraukė skaidrus akmenukas, su kuriuo žaidė vaikai. "Tai atrodo kaip deimantas", - sakė O'Relly. Van Niekerkas juokėsi: „Galite pasiimti sau, čia yra daug tokių akmenų! Keiptaune O'Relly iš juvelyro nustatė, kad tai tikrai deimantas, ir pardavė už 3000 USD. O'Relly atradimas tapo plačiai žinomas, o Van Niekerk ūkis tiesiogine prasme buvo suplėšytas į gabalus, suardydamas visą rajoną ieškant deimantų.

Boro kristalai

Prancūzų chemikas Sainte-Clair-Deville kartu su vokiečių chemiku Wöhleriu atliko eksperimentą, siekdamas gauti amorfinį borą B, reaguojant boro oksidui B 2 O 3 su metaliniu aliuminiu A1. Jie sumaišė šias dvi miltines medžiagas ir gautą mišinį pradėjo kaitinti tiglyje. Reakcija prasidėjo labai aukštoje temperatūroje

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

Kai reakcija baigėsi ir tiglis atvėso, chemikai išpylė jo turinį ant porceliano plytelės. Jie pamatė baltus aliuminio oksido miltelius A1 2 O 3 ir aliuminio metalo gabalą. Nebuvo rudų amorfinių boro miltelių. Tai glumino chemikus. Tada Wöhleris pasiūlė likusį aliuminio gabalėlį ištirpinti druskos rūgšties HCl:

2Al(B) + 6HCl = 2AlCl3 + 2B↓ + 3H 2.

Pasibaigus reakcijai, indo apačioje jie pamatė juodus blizgančius boro kristalus.

Taigi buvo rastas vienas iš kristalinio boro – chemiškai inertiškos medžiagos, kuri nesąveikauja su rūgštimis – gamybos būdų. Vienu metu kristalinis boras buvo gautas sulydant amorfinį borą su aliuminiu ir lydinį veikiant druskos rūgštimi. Tada paaiškėjo, kad tokiu būdu gautame bore visada yra aliuminio priemaišos, matyt, jo borido AlB 12 pavidalu. Pagal kietumą kristalinis boras yra tarp visų paprastos medžiagos antra vieta po deimantų.

Agatai

Vienas vokiečių aviganis 1813 metais prie apleisto karjero aptiko gelsvų ir pilkų akmenų – agatų. Jis nusprendė juos atiduoti savo žmonai ir kuriam laikui padėjo prie ugnies. Kokia buvo nuostaba, kai ryte pamatė, kad vieni agatai paraudo, o kiti įgavo rausvą atspalvį. Vieną akmenį piemuo nunešė pažįstamam juvelyrui ir pasidalijo pastebėjimu. Netrukus juvelyras atidarė raudonųjų agatų gamybos dirbtuves, o vėliau savo receptą pardavė kitiems Vokietijos juvelyrams. Taip buvo rastas būdas pakeisti kai kurių brangakmenių spalvą juos kaitinant. Atkreipkite dėmesį, kad raudonųjų agatų kaina tuo metu buvo dvigubai didesnė nei geltonųjų, o juo labiau jų pilkųjų atmainų.

Etilenas

Vokiečių alchemikas, gydytojas ir išradėjas vizionierius Johanas Joachia Becheris (1635-1682) 1666 metais atliko eksperimentus su sieros rūgštimi H 2 SO 4. Viename iš eksperimentų, užuot dėjęs kitą porciją į pašildytą koncentruotą sieros rūgštį, jis netyčia pridėjo etanolio C 2 H 5 OH, kuris buvo šalia stiklinėje. Becheris pastebėjo stiprų tirpalo putojimą, išskirdamas nežinomas dujas, panašias į metaną CH 4. Skirtingai nuo metano naujos dujos jis degė dūmine liepsna ir turėjo silpną česnako kvapą. Becheris nustatė, kad jo „oras“ buvo chemiškai aktyvesnis nei metanas. Taip buvo atrastas etilenas C 2 H 4, susidaręs reakcijos metu

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

Naujosios dujos buvo pavadintos „naftos dujomis“, o jų derinys su chloru pradėtas vadinti „olandų chemikų nafta“ 1795 m. Tik nuo XIX amžiaus vidurio. Becherio dujos buvo pavadintos „etilenu“. Šis pavadinimas chemijoje išliko iki šių dienų.

Oppau sprogimas

1921 m. Oppau mieste (Vokietija) įvyko sprogimas gamykloje, gaminančioje trąšas – amonio sulfato ir nitrato mišinį – (NH 4) 2 SO 4 ir NH 4 NO 3. Šios druskos ilgą laiką buvo laikomos sandėlyje ir tapo iškepusios; Jie nusprendė juos sutraiškyti nedideliais sprogimais. Tai sukėlė detonaciją visoje medžiagos masėje, kuri anksčiau buvo laikoma saugia. Per sprogimą žuvo 560 žmonių, daug sužeistųjų ir sužeistųjų, buvo visiškai sugriautas ne tik Oppau miestas, bet ir kai kurie namai Manheime, esančiame už 6 km nuo sprogimo vietos. Be to, sprogimo banga išdaužė stiklą namuose, esančiuose už 70 km nuo gamyklos.

Dar anksčiau, 1917 m., Halifakso (Kanada) chemijos gamykloje dėl savaiminio NH 4 NO 3 skilimo įvyko didžiulis sprogimas, nusinešęs 3000 žmonių gyvybių.

Paaiškėjo, kad amonio salietra yra pavojinga tvarkyti ir yra sprogstamoji medžiaga. Kaitinamas iki 260°C, NH 4 NO 3 skyla į azoto oksidą N 2 O ir vandenį:

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

Virš šios temperatūros reakcija tampa sudėtingesnė:

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

ir sukelia staigų slėgio padidėjimą ir sprogimą, kurį gali palengvinti suslėgta medžiaga ir joje esantis azoto rūgšties HNO 3 priedas.

Beotolle ir degtukai

Berthollet kalio trioksochlorato KClO 3 sprogstamąsias savybes atrado atsitiktinai. Skiedinyje jis pradėjo malti KClO 3 kristalus, kuriuose ant sienų liko nedidelis kiekis sieros, nepašalintos jo padėjėjo iš ankstesnės operacijos. Staiga nugriaudėjo stiprus sprogimas, Berthollet iš rankų išplėšė grūstuvas, apdegė veidas. Štai kaip Berthollet pirmą kartą įvykdė reakciją, kuri vėliau buvo panaudota pirmosiose Švedijos rungtynėse:

2KClO 3 + 3S = 2KСl + 3SO 2.

Kalio trioksochloratas KClO 3 nuo seno vadinamas Bertolo druska.

Chininas

Maliarija yra viena iš seniausių žmonijai žinomų ligų. Yra legenda apie tai, kaip buvo rastas vaistas nuo jo. Sergantis Peru indėnas, išvargintas karščiavimo ir troškulio, be tikslo klajojo po džiungles netoli savo kaimo. Pamatė gražią balą svarus vanduo, kuriame gulėjo nuvirtęs medis. Indėnas pradėjo godžiai gerti vandenį ir pajuto kartoką skonį. Įvyko stebuklas. Vanduo atnešė jam gydymą. Indėnai nuvirtusį medį vadino „hina-hina“. Vietos gyventojai, sužinoję apie gydymą, šio medžio žievę pradėjo naudoti kaip vaistą nuo karščiavimo. Gandai pasiekė ispanų užkariautojus ir išplito į Europą. Taip buvo atrastas chininas C 20 H 24 N 2 O 2 - kristalinė medžiaga, išgaunama iš cinchona medžio žievės - cinchona. Viduramžiais cinchona žievė buvo parduodama gramas už gramą aukso. Dirbtinė chinino sintezė yra labai sudėtinga ir buvo sukurta tik 1944 m.

Katalizės stebuklai

G. Davy brolis Edwardas gavo labai smulkius juodus platinos miltelius, kurie tapo žinomi kaip „platinos juodieji“. Vieną dieną Eduardas nerūpestingai apipylė šių miltelių filtravimo popierius, kuriuo ką tik nuvaliau išsiliejusį etilo alkoholį C 2 H 5 OH. Su nuostaba jis pamatė, kaip „platinos juoda“ švytėjo ir švytėjo, kol kartu su apdegusiu popieriumi dingo visas alkoholis. Taip buvo atrasta etilo alkoholio katalizinės oksidacijos rūgštyje reakcija:

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

Kietėjimas

Amerikiečių chemikas Charlesas Goodyearas (1800–1860) gumą laikė odos rūšimi ir bandė ją modifikuoti. Žaliavinę kaučiuką jis maišė su visomis po ranka pasitaikančiomis medžiagomis: pasūdė, pabarstė pipirais, apibarstė cukrumi ir upės smėliu. Vieną 1841 m. dieną jis numetė siera apdorotą gumos gabalėlį į įkaitintą krosnį. Kitą dieną, ruošdamas krosnį eksperimentui, Goodyear pakėlė šį gabalą ir atrado, kad guma tapo tvirtesnė. Šis Goodyear pastebėjimas buvo gumos vulkanizacijos proceso, kuris vėliau buvo sukurtas, pagrindas. Vulkanizavimo metu linijinės gumos makromolekulės sąveikauja su siera, sudarydamos trimatį makromolekulių tinklą. Dėl vulkanizacijos guma virsta guma. Vėliau Goodyear rašė: „Pripažįstu, kad mano atradimai nebuvo mokslinių cheminių tyrimų rezultatas... jie buvo atkaklumo ir stebėjimo rezultatas.

Adsorbcija

1785 metais Lovitzas užsiėmė vyno rūgšties perkristalizavimu ir dėl juose atsiradusių organinės kilmės priemaišų dažnai gaudavo ne bespalvius, o rudus kristalus. Vieną dieną jis neatsargiai išpylė dalį tirpalo ant smėlio ir anglies mišinio, esančio smėlio vonelėje, naudojamoje tirpalams garinti. Lovitzas bandė surinkti išsiliejusį tirpalą ir išfiltravo jį iš smėlio ir anglies. Tirpalui atvėsus, iškrito bespalviai skaidrūs rūgšties kristalai. Kadangi smėlis negalėjo būti priežastis, Lovitzas nusprendė išbandyti anglies poveikį. Jis paėmė naują rūgšties tirpalą, supylė į jį anglies miltelius, išgarino ir atvėsino pašalinęs anglį. Vėl iškritę kristalai pasirodė bespalviai ir skaidrūs.

Taip Lovitzas atrado adsorbcijos savybes anglis. Jis pasiūlė geriamąjį vandenį laivuose laikyti medinėse statinėse su anglies sluoksniu. Vanduo nepūva mėnesius. Šis atradimas iš karto buvo pritaikytas aktyvioje armijoje, mūšiuose su turkais 1791 m. Dunojaus žemupyje, kur vanduo buvo negeriamas. Lovitzas taip pat naudojo anglį degtinei valyti iš fuzelių aliejų, acto rūgštį nuo priemaišų, suteikusių jai geltoną spalvą, ir daugeliu kitų atvejų.

Melito rūgštis

Siekdamas išvalyti azoto rūgštį HNO 3 nuo priemaišų, Lovitzas įpylė į ją nedidelį kiekį medžio anglies ir pradėjo virti šį mišinį. Su nuostaba jis pamatė, kaip dingo anglis ir jos vietoje susidarė kažkokia balta medžiaga, tirpi vandenyje ir etanolyje C 2 H 5 OH. Jis pavadino šią medžiagą „tirpsta anglimi“. Anglies sąveika su azoto rūgštimi vyksta pagal reakciją

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

Po 150 metų buvo nustatyta, kad Lovitzas pirmasis gavo benzenheksakarboksirūgštį C 6 (COOH) 6, senas šios medžiagos pavadinimas yra „melito rūgštis“.

Zeise druskos

1827 m. danų organų chemikas ir vaistininkas Williamas Zeise'as (1789-1847) vienam iš savo darbų nusprendė gauti kalio tetrachlorplatinatą K2. Norėdami visiškai nusodinti šią druską, kuri šiek tiek tirpsta etanolyje, vietoj vandeninio H2 tirpalo jis panaudojo šios rūgšties tirpalą etanolyje C2H5OH. Kai Zeise į tokį tirpalą įpylė vandeninio kalio chlorido KCl tirpalo, netikėtai vietoj K2 būdingų raudonai rudų nuosėdų susidarė gelsvos nuosėdos. Šių nuosėdų analizė parodė, kad jose yra kalio chlorido KCl, platinos dichlorido PtCl 2, vandens H 2 O ir, visų chemikų nuostabai, etileno molekulės C 2 H 4: KCl∙PtCl 2 ∙C 2 H 4 ∙H2. O Ši empirinė formulė tapo karštų diskusijų objektu. Pavyzdžiui, Liebigas pareiškė, kad Zeise'as neteisingai atliko analizę, o jo pateikta formulė buvo liguistos vaizduotės vaisius. Tik 1956 m. pavyko nustatyti, kad Zeise teisingai nustatė naujosios druskos sudėtį, o dabar junginio formulė parašyta K∙H 2 O ir vadinama kalio trichloretilenplatinato monohidratu.

Tai sukūrė pirmąjį junginį iš neįprastos sudėtingų junginių grupės, vadinamos „π-kompleksais“. Tokiuose kompleksuose nėra įprasto cheminio ryšio tarp metalo, esančio laužtiniuose skliaustuose, ir bet kurio organinės dalelės atomo. Zeise atlikta reakcija:

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

Šiuo metu K gaunamas leidžiant etileną per vandeninį kalio tetrachlorplatinato K2 tirpalą:

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

Kamanių gelbėtojas

Courtois, jodo atradėjas, kartą beveik mirė. 1813 m., po vieno iš savo darbų, jis į tuščią atliekų butelį supylė likusį vandeninį amoniako NH 3 tirpalą ir jodo I 2 alkoholio tirpalą. Courtois pamatė, kad butelyje susidarė juodai rudos nuosėdos, kurios jį iškart sudomino. Jis nufiltravo nuosėdas, išplovė etanoliu C 2 H 5 OH, ištraukė filtrą su nuosėdomis iš piltuvo ir paliko ant laboratorinio stendo. Jau buvo vėlu, o Courtois nusprendė išanalizuoti nuosėdas kitą dieną. Ryte pravėręs duris į laboratoriją pamatė, kaip į kambarį atskrido kamanė ir nusileido ant jo gautų nuosėdų. Iškart nugriaudėjo stiprus sprogimas, kuris sudaužė laboratorijos stalą į gabalus, o patalpa prisipildė violetinių jodo garų.

Vėliau Courtois pasakė, kad kamanė išgelbėjo jo gyvybę. Taip buvo gauta ir išbandyta labai pavojinga tvarkyti medžiaga – trijodo nitridas monoamonio nitridas I 3 N∙NH 3 . Šios medžiagos sintezės reakcija:

3I2 + 5NH3 = I3N∙NH3↓ + 3NH4.

Reakcija, įvykusi sprogimo metu, sukeltas menkiausio prisilietimo arba nedidelio sauso I 3 N∙NH 3 purtymo:

2(I3N∙NH3) = 2N2 + 3I2 + 3H2.

Bloga patirtis

Fluorą F 2 netikėtai gavo prancūzų chemikas Moissan. 1886 m., ištyręs savo pirmtakų patirtį, jis elektrolizavo bevandenį vandenilio fluoridą HF platinos Y formos vamzdelyje. Su nuostaba Moissan pastebėjo, kad prie anodo išsiskiria fluoras, o ant katodo – vandenilis. Įkvėptas sėkmės, jis pakartojo eksperimentą Paryžiaus mokslų akademijos posėdyje, bet... fluoro negavo. Eksperimentas nebuvo sėkmingas. Nuodugniai ištyręs gedimo priežastis, Moissanas nustatė, kad vandenilio fluoride, kurį jis naudojo pirmame eksperimente, buvo kalio hidrofluorido KHF 2 mišinio. Ši priemaiša užtikrino tirpalo elektrinį laidumą (bevandenis HF-noneelektrolitas) ir sukūrė reikiamą F - jonų koncentraciją prie anodo:

2F – – 2e – = F 2.

Nuo tada fluoras buvo gaminamas Moissan metodu, naudojant kalio fluorido KF tirpalą HF:

KF + HF = KHF 2.

aspartamas

Aspartamas (Rusijoje – „sladeksas“) yra diabetikams ir nutukusiems žmonėms rekomenduojama vartoti medžiaga, 100–200 kartų saldesnė už sacharozę. Jis nepalieka kartaus metalo poskonio, būdingo sacharinui. Saldus aspartamo skonis buvo atrastas atsitiktinai 1965 m. Su šia medžiaga dirbantis chemikas nukando nagą ir pajuto saldų skonį. Aspartamas yra bespalviai kristalai, gerai tirpūs vandenyje. Tai mažytė voveraitė. Žmogaus organizmas jį pasisavina ir yra jam reikalingų aminorūgščių šaltinis. Aspartamas neskatina dantų ėduonies susidarymo, o jo pasisavinimas nepriklauso nuo organizmo insulino gamybos.

Karbidas

1862 metais vokiečių chemikas Wöhleris bandė išskirti kalcio metalą iš kalkių (kalcio karbonato CaCO 3), ilgai kalcinuodamas kalkių ir anglies mišinį. Jam atiteko pilkšvos spalvos sukepinta masė, kurioje metalo žymių nerado. Su nusivylimu Wöhleris išmetė šią masę kaip atliekas į kieme esantį sąvartyną. Per lietų Wöhlerio laborantas pastebėjo, kad iš išmestos uolų masės išsiskiria kažkokios dujos. Wöhleris susidomėjo šiomis dujomis. Dujų analizė parodė, kad tai buvo acetilenas H 2 C 2, kurį 1836 m. atrado E. Davy. Taip pirmą kartą buvo atrastas kalcio karbidas CaC 2, sąveikaujantis su vandeniu, išskirdamas acetileną:

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

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

Neišmanėlio požiūriu...

Jo laborantas pasakoja, kaip Berzelijus padarė savo atsitiktinius atradimus. Berzelijus gyveno vienišą gyvenimą. Smalsūs Stokholmo gyventojai ne kartą klausinėjo laboranto Berzelio, kaip dirba jo meistras.

Na, – atsakė laborantė, – pirmiausia iš spintos atnešu jam įvairių daiktų: miltelių, kristalų, skysčių.

Jis viską paima ir suverčia į vieną didelį indą.

Tada viską supila į mažą indą.

Ir ką jis tada daro?

Tada viską supila į šiukšliadėžę, kurią kiekvieną rytą išnešu.

Baigdami pacituosime vokiečių gamtininko Hermanno Helmholtzo (1821-1894) žodžius: „Kartais laimingas šansas gali gelbėti ir atskleisti nežinomus santykius, tačiau atsitiktinumas mažai tikėtinas. ras pritaikymą, jei sutiktasis dar nesusirinko į galvą pakankamai vaizdinės medžiagos, kad įtikintų jį to, ką jis nujautė, teisingumu.

Cheminės evoliucijos teorija arba kaip prasidėjo gyvybė

Cheminės evoliucijos teorija - šiuolaikinė teorija gyvybės kilmė – pagrįsta spontaniškos kartos idėja. Tai nėra pagrįsta staiga gyvų būtybių atsiradimas Žemėje ir cheminių junginių bei sistemų, sudarančių gyvąją medžiagą, susidarymas. Ji svarsto apie chemiją senovės žemė, pirmiausia cheminės reakcijos, vykusios primityvioje atmosferoje ir paviršiniame vandens sluoksnyje, kur, greičiausiai, buvo susikoncentravę lengvi elementai, sudarantys gyvosios medžiagos pagrindą, ir absorbuojamas didžiulis saulės energijos kiekis. Ši teorija bando atsakyti į klausimą: kaip toje tolimoje eroje organiniai junginiai galėjo spontaniškai atsirasti ir susiformuoti į gyvą sistemą?

Bendrą požiūrį į cheminę evoliuciją pirmasis suformulavo sovietų biochemikas A. I. Oparinas (1894-1980). 1924 m. SSRS buvo išleista šiam numeriui skirta jo trumpa knyga; 1936 m. išleistas naujas, išplėstas jos leidimas (1938 m. išverstas į anglų kalbą). Oparinas atkreipė dėmesį į tai, kad šiuolaikinės sąlygos Žemės paviršiuje neleidžia susintetinti daugybei organinių junginių, nes laisvas deguonis, kurio perteklius atmosferoje, oksiduoja anglies junginius iki anglies dioksido (anglies dioksido, CO 2). Be to, jis pažymėjo, kad mūsų laikais bet kokią organinę medžiagą, „apleistą“ žemėje, naudoja gyvi organizmai (panašią mintį išreiškė Charlesas Darwinas). Tačiau Oparinas tvirtino, kad pirminėje Žemėje vyravo kitos sąlygos. Galima daryti prielaidą, kad tuo metu žemės atmosferoje deguonies nebuvo, tačiau buvo gausu vandenilio ir vandenilio turinčių dujų, tokių kaip metanas (CH 4) ir amoniakas (NH 3). (Tokia atmosfera, kurioje gausu vandenilio ir neturtinga deguonies, vadinama redukuojančia, priešingai nei šiuolaikinė, oksiduojanti atmosfera, kurioje gausu deguonies ir skurdi vandenilio.) Anot Oparino, tokios sąlygos sukūrė puikias galimybes spontaniškai organinių medžiagų sintezei. junginiai.

Pagrįsdamas savo mintį apie atkuriamąją Žemės primityvios atmosferos prigimtį, Oparinas pateikė šiuos argumentus:

1. Vandenilio gausu žvaigždėse

2. Anglis randama kometų ir šaltų žvaigždžių spektruose kaip CH ir CN radikalų dalis, o oksiduota anglis pasirodo retai.

3. Angliavandeniliai, t.y. meteorituose randami anglies ir vandenilio junginiai.

4. Jupiterio ir Saturno atmosferoje itin daug metano ir amoniako.

Kaip pažymėjo Oparinas, šie keturi taškai rodo, kad visa Visata atsigauna. Vadinasi, primityvioje Žemėje anglis ir azotas turėjo būti tos pačios būsenos.

5. Vulkaninėse dujose yra amoniako. Oparino nuomone, tai rodo, kad azotas pirminėje atmosferoje buvo amoniako pavidalu.

6. Šiuolaikinėje atmosferoje esantį deguonį fotosintezės metu gamina žalieji augalai, todėl tai yra biologinės kilmės produktas.

Remdamasis šiais samprotavimais, Oparinas padarė išvadą, kad primityvioje Žemėje anglis pirmą kartą pasirodė angliavandenilių pavidalu, o azotas - amoniako pavidalu. Be to, jis teigė, kad vykstant dabar žinomoms cheminėms reakcijoms, negyvosios Žemės paviršiuje atsirado sudėtingų organinių junginių, kurie po gana ilgo laiko tarpo, matyt, ir davė pradžią pirmiesiems gyviems organizmams. Pirmieji organizmai tikriausiai buvo labai paprastos sistemos, galintys tik replikuotis (dalytis) dėl organinės aplinkos, iš kurios jie susidarė. Šiuolaikine kalba jie buvo „heterotrofai“, tai yra, jie priklausė nuo aplinkos, kuri aprūpino juos organine mityba. Priešingame šios skalės gale yra „autotrofai“ – pavyzdžiui, tokie organizmai kaip žalieji augalai, kurie patys sintetina visas reikalingas organines medžiagas iš anglies dioksido, neorganinio azoto ir vandens. Remiantis Oparino teorija, autotrofai atsirado tik heterotrofams išeikvojus organinių junginių atsargas primityviame vandenyne.

J. B. S. Haldane'as (1892-1964) iškėlė idėją, kai kuriais atžvilgiais panašią į Oparino požiūrį, kuri buvo išdėstyta populiariame esė, paskelbtame 1929 m. Jis pasiūlė, kad organinės medžiagos, susintetintos natūraliais cheminiais procesais, vykstančiais ikibiologinėje Žemėje, kauptųsi vandenyne. , kuri galiausiai pasiekė „karštos, praskiestos sriubos“ konsistenciją. Haldane'as manė, kad primityvi Žemės atmosfera yra anaerobinė (be deguonies), tačiau jis neginčijo, kad organinių junginių sintezei būtinos redukuojančios sąlygos. Taigi jis manė, kad anglis atmosferoje gali būti visiškai oksiduota, ty dioksido pavidalu, o ne kaip metano ar kitų angliavandenilių dalis. Tuo pačiu metu Haldane'as nurodė eksperimentų (ne savo) rezultatus, kurie įrodė sudėtingų organinių junginių susidarymo galimybę iš anglies dioksido, amoniako ir vandens mišinio veikiant ultravioletinei spinduliuotei. Tačiau vėlesni bandymai pakartoti šiuos eksperimentus buvo nesėkmingi.

1952 m. Haroldas Urey (1893–1981), dirbdamas ne su pačios gyvybės atsiradimu, o su Saulės sistemos evoliucija, savarankiškai priėjo prie išvados, kad jaunos Žemės atmosfera atkurta. Oparino požiūris buvo kokybiškas. Urey tyrinėjama problema buvo fizikinio ir cheminio pobūdžio: kaip atspirties tašką naudodamas duomenis apie pirminio kosminio dulkių debesies sudėtį ir ribines sąlygas, kurias lemia žinomos fizinės ir cheminės Mėnulio ir planetų savybės, jis siekė sukurti termodinaminį priimtina visos saulės sistemos istorija apskritai. Visų pirma, Urey parodė, kad formavimosi proceso pabaigoje Žemės atmosfera buvo labai sumažinta, nes pagrindiniai jos komponentai buvo vandenilis ir visiškai sumažintos anglies, azoto ir deguonies formos: metanas, amoniakas ir vandens garai. Žemės gravitacinis laukas negalėjo sulaikyti lengvojo vandenilio, todėl jis pamažu pabėgo į kosmosą. Antrinė laisvo vandenilio praradimo pasekmė buvo laipsniškas metano oksidavimas į anglies dioksidą, o amoniakas - į azoto dujas, kurios po tam tikro laiko atmosferą pavertė nuo redukuojančios į oksiduojančią. Urey manė, kad būtent vandenilio garavimo laikotarpiu, kai atmosfera buvo tarpinėje redokso būsenoje, Žemėje gali susidaryti dideli sudėtingų organinių medžiagų kiekiai. Jo vertinimu, vandenynas, matyt, tada buvo vieno procento organinių junginių tirpalas. Rezultatas buvo gyvybė primityviausia forma.

Manoma, kad Saulės sistema susidarė iš proto-Saulės ūko – didžiulio dujų ir dulkių debesies. Remiantis keletu nepriklausomų skaičiavimų, Žemės amžius yra beveik 4,5 milijardo metų. Norint išsiaiškinti pirmykščio ūko sudėtį, protingiausia ištirti įvairių cheminių elementų santykinę gausą šiuolaikiniame ūke. saulės sistema. Remiantis tyrimais, pagrindiniai elementai – vandenilis ir helis – kartu sudaro daugiau nei 98 % Saulės masės (99,9 % jos atominės sudėties) ir, tiesą sakant, visos Saulės sistemos masės. Kadangi Saulė yra įprasta žvaigždė, o daugelis kitų galaktikų žvaigždžių yra tokio tipo, jos sudėtis paprastai apibūdina elementų gausą kosmose. Šiuolaikinės idėjos apie žvaigždžių evoliuciją rodo, kad vandenilis ir helis dominavo „jaunoje“ Saulėje, kuri buvo prieš 4,5 milijardo metų.

Keturi pagrindiniai Žemės elementai yra tarp devynių labiausiai paplitusių Saulėje; savo sudėtimi mūsų planeta labai skiriasi nuo visos kosmoso. (Tą patį galima pasakyti apie Merkurijų, Venerą ir Marsą; tačiau Jupiteris, Saturnas, Uranas ir Neptūnas nepatenka į šį sąrašą.) Žemę daugiausia sudaro geležis, deguonis, silicis ir magnis. Visų biologiškai svarbių šviesos elementų (išskyrus deguonį) trūkumai yra akivaizdūs ir, remiantis Oparin-Urey teorija, yra nepaprastai reikalingi cheminės evoliucijos pradžiai. Atsižvelgiant į lengvųjų elementų ir ypač tauriųjų dujų trūkumą, galima pagrįstai manyti, kad Žemė iš pradžių susidarė be atmosferos. Išskyrus helią, visos tauriosios dujos – neonas, argonas, kriptonas ir ksenonas – turi pakankamą savitąjį svorį, kad jas išlaikytų Žemės gravitacija. Pavyzdžiui, kriptonas ir ksenonas yra sunkesni už geležį. Kadangi šie elementai sudaro labai nedaug junginių, jie greičiausiai egzistavo primityvioje Žemės atmosferoje dujų pavidalu ir negalėjo ištrūkti, kai planeta pagaliau pasiekė dabartinį dydį. Tačiau kadangi Žemėje jų yra milijonus kartų mažiau nei Saulėje, natūralu manyti, kad mūsų planetoje niekada nebuvo atmosferos, panašios į Saulę. Žemė buvo suformuota iš kietų medžiagų, kuriose buvo tik nedidelis absorbuotų arba adsorbuotų dujų kiekis, todėl iš pradžių nebuvo atmosferos. Elementai, sudarantys šiuolaikinę atmosferą, matyt, atsirado pirmykštėje Žemėje kietų cheminių junginių pavidalu; Vėliau, veikiant šilumai, kylančiai dėl radioaktyvaus skilimo arba išskiriant gravitacinę energiją, lydinčią Žemės susikaupimą, šie junginiai suyra ir susidarė dujos. Vykstant vulkaniniam aktyvumui šios dujos pabėgo iš žemės gelmių, sudarydamos primityvią atmosferą.

Didelis argono kiekis šiuolaikinėje atmosferoje (apie 1%) neprieštarauja prielaidai, kad tauriųjų dujų iš pradžių atmosferoje nebuvo. Kosmose paplitęs argono izotopas turi 36 atominę masę, o argono, susidarančio žemės plutoje radioaktyvaus kalio skilimo metu, atominė masė yra 40. Neįprastai didelis deguonies kiekis Žemėje (palyginti su kiti lengvieji elementai) paaiškinama tuo, kad šis elementas gali jungtis su daugeliu kitų elementų ir sudaryti labai stabilius kietus junginius, tokius kaip silikatai ir karbonatai, kurie yra uolienų dalis.

Urey prielaidos apie primityvios atmosferos redukcinį pobūdį buvo pagrįstos dideliu geležies kiekiu Žemėje (35% visos masės). Jis tikėjo, kad geležis, kuri dabar sudaro Žemės šerdį, iš pradžių buvo paskirstyta daugiau ar mažiau tolygiai visame jos tūryje. Kai Žemė įkaista, geležis ištirpo ir susikaupė jos centre. Tačiau prieš tai įvykus, geležis, esanti dabar vadinamoje viršutinėje Žemės mantijoje, sąveikavo su vandeniu (kuris buvo primityvioje Žemėje hidratuotų mineralų pavidalu, panašių į tuos, kurie randami kai kuriuose meteorituose); Dėl to į pirmykštę atmosferą buvo išleisti didžiuliai kiekiai vandenilio.

Nuo šeštojo dešimtmečio pradžios atlikti tyrimai suabejojo ​​keliomis aprašyto scenarijaus nuostatomis. Kai kurie planetos mokslininkai išreiškė abejones, ar dabar Žemės plutoje susitelkusi geležis kada nors galėtų būti tolygiai paskirstyta visame planetos tūryje. Jie linkę manyti, kad akrecija įvyko netolygiai ir geležis kondensavosi iš ūko prieš kitus elementus, kurie dabar sudaro Žemės mantiją ir plutą. Esant netolygiam akrecijai, laisvo vandenilio kiekis primityvioje atmosferoje turėjo būti mažesnis nei vienodo proceso atveju. Kiti mokslininkai teikia pirmenybę akrecijai, tačiau tai vyksta taip, kad neturėtų susidaryti redukuojančios atmosferos. Trumpai tariant, pastaraisiais metais buvo analizuojami įvairūs Žemės formavimosi modeliai, kurių vieni daugiau, kiti mažiau atitinka idėjas apie ankstyvosios atmosferos regeneracinį pobūdį.

Bandymai rekonstruoti įvykius, įvykusius Saulės sistemos formavimosi aušroje, neišvengiamai susiję su daugybe neaiškumų. Laiko intervalas nuo Žemės atsiradimo iki seniausių, geologiškai datuojamų uolienų susidarymo, per kurį vyko cheminės reakcijos, lėmusios gyvybės atsiradimą, yra 700 milijonų metų. Laboratoriniai eksperimentai parodė, kad genetinės sistemos komponentų sintezei reikalinga atkuriamoji aplinka; Todėl galime teigti, kad nuo tada, kai Žemėje atsirado gyvybė, tai gali reikšti štai ką: arba primityvi atmosfera buvo redukuojančio pobūdžio, arba iš kažkur į Žemę buvo atnešti gyvybės atsiradimui būtini organiniai junginiai. Kadangi ir šiandien meteoritai į Žemę atneša įvairių organinių medžiagų, pastaroji galimybė neatrodo visiškai fantastiška. Tačiau meteorituose, matyt, nėra visų medžiagų, reikalingų genetinei sistemai sukurti. Nors meteorinės kilmės medžiagos tikriausiai reikšmingai prisidėjo prie viso pirmykštėje Žemėje esančių organinių junginių telkinio, dabar labiausiai tikėtina, kad sąlygos pačioje Žemėje buvo tiek redukuojančios, kad organinės medžiagos susiformavo tapo įmanomas gyvybės atsiradimas.

Šiuolaikiniai biologai įrodė, kad gyvybė yra cheminis reiškinys, kuris skiriasi nuo kitų cheminių procesų savo pasireiškimu genetinės savybės. Visose žinomose gyvose sistemose nukleorūgštys ir baltymai yra šių savybių nešėjai. Nukleino rūgščių, baltymų ir jų pagrindu veikiančių genetinių mechanizmų panašumas pačių įvairiausių rūšių organizmuose nekelia abejonių, kad visos gyvos būtybės, dabar gyvenančios Žemėje, yra sujungtos evoliucine grandine, kuri taip pat jungia jas su rūšimis, egzistavusiomis praėjo ir išnyko. Tokia evoliucija yra natūralus ir neišvengiamas genetinių sistemų darbo rezultatas. Taigi, nepaisant begalinės įvairovės, visos mūsų planetos gyvos būtybės priklauso tai pačiai šeimai. Iš tikrųjų Žemėje yra tik viena gyvybės forma, kuri gali atsirasti tik vieną kartą.

Pagrindinis žemės biochemijos elementas yra anglis. Dėl cheminių šio elemento savybių jis ypač tinkamas formuoti tokio tipo stambioms informacijos turtingoms molekulėms, kurios būtinos genetinėms sistemoms su praktiškai neribotomis evoliucinėmis galimybėmis konstruoti. Kosmose taip pat labai daug anglies, o daugybė duomenų (laboratorinių eksperimentų, meteoritų analizės ir tarpžvaigždinės erdvės spektroskopijos rezultatai) rodo, kad organiniai junginiai, panašūs į tuos, kurie sudaro gyvąją medžiagą, susidaro gana lengvai ir platus mastas Visatoje. Todėl tikėtina, kad jei gyvybė egzistuoja kitur visatoje, ji taip pat pagrįsta anglies chemija.

Biocheminiai procesai, pagrįsti anglies chemija, gali vykti tik tada, kai planetoje derinamos tam tikros temperatūros ir slėgio sąlygos, taip pat yra tinkamas energijos šaltinis, atmosfera ir tirpiklis. Nors vanduo sausumos biochemijoje atlieka tirpiklio vaidmenį, gali būti, kad ir kiti tirpikliai dalyvauja kitose planetose vykstančiuose biocheminiuose procesuose.

Gyvybės atsiradimo galimybės kriterijai

1.Temperatūra ir slėgis

Jei prielaida, kad gyvybė turi būti pagrįsta anglies chemija, yra teisinga, galima tiksliai nustatyti ribines sąlygas bet kokiai aplinkai, galinčiai palaikyti gyvybę. Visų pirma, temperatūra neturi viršyti organinių molekulių stabilumo ribos. Nustatyti temperatūros ribą nėra lengva, tačiau tikslių skaičių nereikia. Kadangi temperatūros ir slėgio poveikis yra tarpusavyje susiję, juos reikia vertinti kartu. Darant prielaidą, kad slėgis yra maždaug 1 atm (kaip Žemės paviršiuje), galima įvertinti viršutinę gyvybės temperatūros ribą, nes daugelis mažų molekulių, sudarančių genetinę sistemą, pavyzdžiui, aminorūgštys, greitai sunaikinamos 200-300°C temperatūra. Remdamiesi tuo, galime daryti išvadą, kad vietovės, kuriose temperatūra viršija 250°C, yra negyvenamos. (Tačiau tai nereiškia, kad gyvybę lemia vien aminorūgštys; mes jas pasirinkome tik kaip tipinius mažų organinių molekulių atstovus.) Tikroji gyvybės temperatūros riba beveik neabejotinai turėtų būti žemesnė už šią, nes didelės molekulės su kompleksais trimatės struktūros, ypač baltymai, sudaryti iš aminorūgščių, paprastai yra jautresni šilumai nei mažos molekulės. Viršutinė gyvybės temperatūros riba Žemės paviršiuje yra artima 100°C, o kai kurios bakterijų rūšys tokiomis sąlygomis gali išgyventi karštuosiuose šaltiniuose. Tačiau didžioji dauguma organizmų miršta esant tokiai temperatūrai.

Gali pasirodyti keista, kad viršutinė gyvybės temperatūros riba yra artima vandens virimo temperatūrai. Ar toks sutapimas nulemtas būtent dėl ​​to, kad skystas vanduo negali egzistuoti aukštesnėje nei jo virimo temperatūroje (100°C žemės paviršiuje), o ne dėl kažkokių ypatingų pačios gyvosios medžiagos savybių?

Prieš daugelį metų termofilinių bakterijų ekspertas Thomas D. Brockas teigė, kad gyvybę galima rasti visur, kur yra skysto vandens, nepaisant jo temperatūros. Norint pakelti vandens virimo temperatūrą, reikia padidinti slėgį, kaip tai atsitinka, pavyzdžiui, sandariame greitpuodyje. Padidėjęs kaitinimas priverčia vandenį greičiau užvirti, nekeičiant jo temperatūros. Natūralios sąlygos, kai skysto vandens temperatūra yra aukštesnė už normalią virimo tašką, yra povandeninio geoterminio aktyvumo zonose, kur perkaitintas vanduo išteka iš žemės vidaus, veikiant kartu Atmosferos slėgis ir vandenyno vandens sluoksnio slėgis. 1982 metais K. O. Stetter geoterminio aktyvumo zonoje iki 10 m gylyje atrado bakterijas, kurioms optimali temperatūra vystymasis buvo 105°C. Kadangi slėgis po vandeniu 10 m gylyje yra 1 atm, bendras slėgis šiame gylyje siekė 2 atm. Vandens virimo temperatūra esant tokiam slėgiui yra 121°C.

Išties matavimai parodė, kad vandens temperatūra šioje vietoje buvo 103°C. Todėl gyvybė įmanoma esant aukštesnei nei įprastai vandens virimo temperatūrai.

Akivaizdu, kad bakterijos, galinčios egzistuoti maždaug 100 °C temperatūroje, turi „paslaptį“, kurios trūksta paprastiems organizmams. Kadangi šios termofilinės formos blogai auga arba visai neauga žemoje temperatūroje, teisinga manyti, kad paprastos bakterijos taip pat turi savo „paslaptį“. Pagrindinė savybė, lemianti gebėjimą išgyventi aukštoje temperatūroje, yra gebėjimas gaminti termostabilius ląstelių komponentus, ypač baltymus, nukleino rūgštis ir ląstelių membranas. Paprastų organizmų baltymai greitai ir negrįžtamus struktūrinius pokyčius arba denatūruojasi maždaug 60°C temperatūroje. Pavyzdys yra vištienos kiaušinių albumino (kiaušinio baltymo) koaguliacija virimo metu. Karštosiose versmėse gyvenančių bakterijų baltymai tokių pokyčių nepatiria, kol temperatūra nepasiekia 90°C. Nukleino rūgštys taip pat yra termiškai denatūruojamos. Tada DNR molekulė yra padalinta į dvi sudedamąsias dalis. Paprastai tai vyksta 85-100°C temperatūros diapazone, priklausomai nuo nukleotidų santykio DNR molekulėje.

Denatūracija sunaikina trijų matmenų baltymų struktūrą (kiekvienam baltymui unikalią), kuri yra būtina jo funkcijoms, tokioms kaip katalizė. Šią struktūrą palaiko visas rinkinys silpnų cheminių jungčių, dėl kurių linijinė aminorūgščių seka, sudaranti pirminę baltymo molekulės struktūrą, patenka į ypatingą konformaciją, būdingą tam tikram baltymui. Ryšiai, palaikantys trimatę struktūrą, susidaro tarp aminorūgščių, esančių skirtingose ​​baltymo molekulės dalyse. Dėl geno, kuriame yra informacijos apie konkrečiam baltymui būdingą aminorūgščių seką, mutacijos gali pakisti aminorūgščių sudėtis, o tai savo ruožtu dažnai turi įtakos jo terminiam stabilumui. Šis reiškinys atveria duris termostabilių baltymų evoliucijai. Molekulinė struktūra, užtikrinanti nukleino rūgščių ir karštosiose versmėse gyvenančių bakterijų ląstelių membranų terminį stabilumą, taip pat, matyt, nulemta genetiškai.

Kadangi didėjantis slėgis neleidžia vandeniui užvirti normalioje virimo temperatūroje, jis taip pat gali užkirsti kelią tam tikram biologinių molekulių pažeidimui, susijusiam su aukštų temperatūrų poveikiu. Pavyzdžiui, kelių šimtų atmosferų slėgis slopina terminį baltymų denatūravimą. Tai paaiškinama tuo, kad dėl denatūravimo spiralinė baltymo molekulės struktūra išsivynioja, kartu padidėja tūris. Užkirsdamas kelią tūrio plėtrai, slėgis apsaugo nuo denatūracijos. Esant daug didesniam slėgiui, 5000 atm ar daugiau, jis pats tampa denatūracijos priežastimi. Šio reiškinio, apimančio baltymo molekulės suspaudimą, mechanizmas dar nėra aiškus. Labai aukšto slėgio poveikis taip pat padidina mažų molekulių šiluminį stabilumą, nes aukštas slėgis neleidžia išsiplėsti tūriui, kurį sukelia cheminių jungčių nutrūkimas. Pavyzdžiui, esant atmosferos slėgiui, karbamidas greitai suyra esant 130°C temperatūrai, bet yra stabilus, bent valandą, esant 200°C ir 29 tūkst. atm slėgiui.

Molekulės tirpale elgiasi visiškai kitaip. Sąveikaujant su tirpikliu, jie dažnai suyra aukštoje temperatūroje. Bendras tokių reakcijų pavadinimas yra solvatacija; Jei tirpiklis yra vanduo, reakcija vadinama hidrolize.

Hidrolizė yra pagrindinis procesas, kurio metu gamtoje sunaikinami baltymai, nukleino rūgštys ir daugelis kitų sudėtingų biologinių molekulių. Hidrolizė vyksta, pavyzdžiui, gyvūnų virškinimo proceso metu, tačiau ji vyksta ir už gyvųjų sistemų ribų, spontaniškai, ypač esant aukštai temperatūrai. Solvolitinių reakcijų metu atsirandantys elektriniai laukai lemia tirpalo tūrio sumažėjimą elektrostrikcijos būdu, t.y. gretimų tirpiklio molekulių surišimas. Todėl reikėtų tikėtis, kad aukštas slėgis turėtų paspartinti solvolizės procesą, o eksperimentai tai patvirtina.

Kadangi manome, kad gyvybiniai procesai gali vykti tik tirpaluose, aukštas slėgis negali pakelti viršutinės gyvybės temperatūros ribos, bent jau tokiuose poliniuose tirpikliuose kaip vanduo ir amoniakas. Maždaug 100°C temperatūra tikriausiai yra pagrįsta riba. Kaip matysime, tai neįtraukiama į svarstymą kaip galimos vietos daugelio Saulės sistemos planetų buveinės.

2. Atmosfera

Kita sąlyga, būtina planetos tinkamumui gyventi, yra atmosferos buvimas. Gana paprasti lengvųjų elementų junginiai, kurie, remiantis mūsų prielaidomis, sudaro gyvosios medžiagos pagrindą, paprastai yra lakūs, tai yra, plačiame temperatūrų diapazone yra dujinės būsenos. Matyt, tokie junginiai būtinai susidaro vykstant medžiagų apykaitos procesams gyvuose organizmuose, taip pat atliekant terminį ir fotocheminį poveikį negyviems organizmams, kuriuos lydi dujų išmetimas į atmosferą. Šios dujos, kurių paprasčiausi pavyzdžiai Žemėje yra anglies dioksidas (anglies dioksidas), vandens garai ir deguonis, ilgainiui įtraukiamos į gyvojoje gamtoje susidarančių medžiagų ciklą. Jei žemės gravitacija jų nesulaikytų, jie išgaruotų į kosmosą, mūsų planeta ilgainiui išeikvotų savo šviesos elementų „atsargus“ ir gyvybė joje nutrūktų. Taigi, jei gyvybė atsirastų kokiame nors kosminiame kūne, kurio gravitacinis laukas nebuvo pakankamai stiprus, kad išlaikytų atmosferą, ji negalėtų egzistuoti ilgai.

Buvo manoma, kad gyvybė gali egzistuoti po dangaus kūnų, tokių kaip Mėnulis, paviršiumi, kurių atmosfera yra labai plona arba jos visai nėra. Ši prielaida grindžiama tuo, kad dujos gali būti užfiksuotos požeminiame sluoksnyje, kuris tampa natūralia gyvų organizmų buveine. Bet kadangi bet kuri buveinė, iškilusi žemiau planetos paviršiaus, netenka pagrindinio biologiškai svarbaus energijos šaltinio – Saulės, tokia prielaida tik pakeičia vieną problemą kita. Gyvybei reikia nuolatinio tiek materijos, tiek energijos antplūdžio, tačiau jeigu medžiaga dalyvauja cirkuliacijoje (tai lemia atmosferos poreikį), tai energija, pagal pagrindinius termodinamikos dėsnius, elgiasi kitaip. Biosfera gali veikti tol, kol yra aprūpinta energija, nors įvairūs jos šaltiniai nėra lygiaverčiai. Pavyzdžiui, Saulės sistemoje labai gausu šiluminės energijos – šiluma susidaro daugelio planetų, tarp jų ir Žemės, gelmėse. Tačiau mes nežinome organizmų, kurie galėtų jį panaudoti kaip energijos šaltinį savo gyvenimo procesams. Kad šilumą naudotų kaip energijos šaltinį, kūnas tikriausiai turi veikti kaip šilumos variklis, tai yra perduoti šilumą iš aukštos temperatūros zonos (pavyzdžiui, iš benzininio variklio cilindro) į žemos temperatūros zoną ( prie radiatoriaus). Šiame procese dalis perduotos šilumos paverčiama darbu. Tačiau norint, kad tokių šiluminių variklių efektyvumas būtų pakankamai aukštas, reikalinga aukšta „šildytuvo“ temperatūra, o tai iš karto sukuria didžiulius sunkumus gyvenamosioms sistemoms, nes tai sukelia daug papildomų problemų.

Nė viena iš šių problemų nesukelia saulės spindulių. Saulė yra nuolatinis, praktiškai neišsenkantis energijos šaltinis, kuris lengvai panaudojamas cheminiuose procesuose esant bet kokiai temperatūrai. Gyvybė mūsų planetoje yra visiškai priklausoma nuo saulės energijos, todėl natūralu manyti, kad niekur kitur Saulės sistemoje gyvybė negalėtų vystytis be tiesioginio ar netiesioginio šios rūšies energijos vartojimo.

Tai, kad kai kurios bakterijos sugeba gyventi tamsoje, mitybai naudodamos tik neorganines medžiagas, o anglies dvideginį kaip vienintelį anglies šaltinį, reikalo esmės nekeičia. Tokie organizmai, vadinami chemolitoautotrofais (o tai pažodžiui reiškia: maitinasi neorganinėmis cheminėmis medžiagomis), energiją, reikalingą anglies dioksidui paversti organinėmis medžiagomis, gauna oksiduodami vandenilį, sierą ar kitas neorganines medžiagas. Tačiau šie energijos šaltiniai, skirtingai nei Saulė, yra išeikvoti ir po naudojimo negali būti atkurti be saulės energijos. Taigi vandenilis, svarbus kai kurių chemolitoautotrofų energijos šaltinis, susidaro anaerobinėmis sąlygomis (pavyzdžiui, pelkėse, ežerų dugne ar gyvūnų virškinimo trakte) skaidantis, veikiant augalinės medžiagos bakterijoms, kuri pati, žinoma, susidaro fotosintezės metu. Chemolitoautotrofai naudoja šį vandenilį metanui ir ląstelių gyvybei reikalingoms medžiagoms gaminti iš anglies dioksido. Metanas patenka į atmosferą, kur veikiamas suyra saulės šviesa su vandenilio ir kitų produktų susidarymu. Žemės atmosferoje vandenilio koncentracija yra 0,5 promilės; beveik visas jis susidarė iš bakterijų išskiriamo metano. Vandenilis ir metanas taip pat patenka į atmosferą ugnikalnių išsiveržimų metu, tačiau daug mažesniais kiekiais. Kitas reikšmingas atmosferos vandenilio šaltinis yra viršutiniai atmosferos sluoksniai, kuriuose, veikiant saulės UV spinduliuotei, vandens garai suyra, išskirdami vandenilio atomus, kurie patenka į atmosferą. erdvė.

Daugybė įvairių gyvūnų – žuvų, vėžiagyvių, midijų, milžiniškų kirminų ir kt. – populiacijų, kurios, kaip nustatyta, gyvena šalia karštųjų versmių, aptiktų 2500 m gylyje Ramiajame vandenyne, kartais priskiriamos gebėjimui egzistuoti nepriklausomai nuo saulės energija. Yra žinomos kelios tokios zonos: viena netoli Galapagų salyno, kita – maždaug 21° atstumu į šiaurės vakarus, prie Meksikos krantų. Maisto atsargų vandenyno gelmėse yra žinoma, kad trūksta, o 1977 m. atradus pirmąją tokią populiaciją iš karto kilo klausimas dėl jų maisto šaltinio. Viena iš galimybių yra panaudoti vandenyno dugne besikaupiančias organines medžiagas, atliekas, susidarančias dėl biologinės veiklos paviršiniame sluoksnyje; juos į geoterminio aktyvumo zonas nuneša horizontalios srovės, atsirandančios dėl vertikalių karšto vandens emisijų. Perkaitinto vandens judėjimas aukštyn sukelia apatinių horizontalių šaltų srovių susidarymą, nukreiptą į išleidimo tašką. Spėjama, kad tokiu būdu čia kaupiasi organinės liekanos.

Kitas maistinių medžiagų šaltinis tapo žinomas po to, kai buvo nustatyta, kad terminio šaltinio vandenyje yra vandenilio sulfido (H 2 S). Gali būti, kad chemolitoautotrofinės bakterijos yra maisto grandinės pradžioje. Kaip parodė tolesni tyrimai, chemolitoautotrofai iš tiesų yra pagrindinis organinių medžiagų šaltinis terminių šaltinių ekosistemoje.

Kadangi šių giliavandenių bendruomenių „degalai“ yra Žemės gelmėse susidaręs vandenilio sulfidas, jos dažniausiai laikomos gyvomis sistemomis, galinčiomis apsieiti be saulės energijos. Tačiau tai nėra visiškai tiesa, nes deguonis, kurį jie naudoja „kurui“ oksiduoti, yra fotocheminių virsmų produktas. Žemėje yra tik du reikšmingi laisvo deguonies šaltiniai ir abu yra susiję su saulės aktyvumu.

Vandenynas vaidina svarbų vaidmenį giliavandenėje ekosistemoje, nes jis yra šiluminė aplinka organizmams, be kurių jie negalėtų egzistuoti. Vandenynas aprūpina juos ne tik deguonimi, bet ir visomis būtinomis maistinėmis medžiagomis, išskyrus vandenilio sulfidą. Jis pašalina atliekas. Be to, tai leidžia šiems organizmams persikelti į naujas teritorijas, kurios yra būtinos jų išlikimui, nes šaltiniai yra trumpaamžiai – apskaičiavimais, jų gyvenimo trukmė neviršija 10 metų. Atstumas tarp atskirų terminių šaltinių vienoje vandenyno srityje yra 5-10 km.

3. Tirpiklis

Šiuo metu tai priimta būtina sąlyga gyvenimas taip pat yra vienokio ar kitokio tipo tirpiklio buvimas. Daugelis cheminių reakcijų, vykstančių gyvose sistemose, būtų neįmanomos be tirpiklio. Žemėje toks biologinis tirpiklis yra vanduo. Tai pagrindinis gyvų ląstelių komponentas ir vienas iš labiausiai paplitusių junginių žemės paviršiuje. Dėl to, kad vandenį formuojantys cheminiai elementai yra plačiai paplitę kosmose, vanduo neabejotinai yra vienas iš labiausiai paplitusių junginių Visatoje. Tačiau nepaisant tokios vandens gausos visur. Žemė yra vienintelė Saulės sistemos planeta, kurios paviršiuje yra vandenynas; tai svarbus faktas, prie kurio grįšime vėliau.

Vanduo turi daugybę ypatingų ir netikėtų savybių, kurių dėka jis gali tarnauti kaip biologinis tirpiklis – natūrali gyvų organizmų buveinė. Šios savybės lemia pagrindinį jo vaidmenį stabilizuojant Žemės temperatūrą. Šios savybės apima: aukštą lydymosi (lydymosi) ir virimo temperatūrą; didelė šilumos talpa; platus temperatūrų diapazonas, kuriame vanduo išlieka skystoje būsenoje; didelė dielektrinė konstanta (o tai labai svarbu tirpikliui); galimybė plėstis netoli užšalimo taško. Šios problemos buvo išsamiai išplėtotos, ypač L. J. darbuose. Hendersonas (1878-1942), Harvardo universiteto chemijos profesorius.

Šiuolaikiniai tyrimai parodė, kad tokias neįprastas vandens savybes lemia jo molekulių gebėjimas sudaryti vandenilinius ryšius tarpusavyje ir su kitomis molekulėmis, turinčiomis deguonies ar azoto atomų. Iš tikrųjų skystas vanduo susideda iš agregatų, kuriuose atskiros molekulės yra sujungtos vandeniliniais ryšiais. Dėl šios priežasties, aptariant klausimą, kokius nevandeninius tirpiklius galėtų naudoti gyvos sistemos kituose pasauliuose, ypatingas dėmesys skiriamas amoniakui (NH 3), kuris taip pat sudaro vandenilinius ryšius ir turi daug savybių, panašių į vandenį. Taip pat įvardijamos ir kitos medžiagos, galinčios sudaryti vandenilinius ryšius, ypač vandenilio fluorido rūgštis (HF) ir vandenilio cianidas (HCN). Tačiau pastarieji du junginiai nėra tikėtini kandidatai į šį vaidmenį. Fluoras yra retas elementas: kiekvienam fluoro atomui stebimoje Visatoje yra 10 000 deguonies atomų, todėl bet kurioje planetoje sunku įsivaizduoti sąlygas, kurios sudarytų palankias sąlygas vandenynui, kurį sudaro HF, o ne H 2 O. Kalbant apie vandenilį cianido (HCN), jį sudarančių elementų gausu kosmose, tačiau šis junginys nėra pakankamai termodinamiškai stabilus. Todėl mažai tikėtina, kad jis kada nors galėtų kauptis dideliais kiekiais bet kurioje planetoje, nors, kaip minėjome anksčiau, HCN yra svarbus (nors ir laikinas) tarpinis produktas prebiologinėje organinių medžiagų sintezėje.

Amoniakas sudarytas iš gana įprastų elementų ir, nors ir mažiau stabilus nei vanduo, vis tiek yra pakankamai stabilus, kad būtų laikomas galimu biologiniu tirpikliu. Esant 1 atm slėgiui, jis yra skystos būsenos temperatūros diapazone 78 - 33°C. Šis diapazonas (45°) yra daug siauresnis nei atitinkamas vandens diapazonas (100°C), tačiau jis apima tą temperatūros skalės sritį, kurioje vanduo negali veikti kaip tirpiklis. Atsižvelgdamas į amoniaką, Gendersonas pažymėjo, kad tai yra vienintelis žinomas junginys, kuris, kaip biologinis tirpiklis, savo savybėmis priartėja prie vandens. Tačiau galiausiai mokslininkas savo pareiškimą atsiėmė dėl toliau nurodytų priežasčių. Pirma, amoniakas negali kauptis pakankamais kiekiais jokios planetos paviršiuje; antra, skirtingai nei vanduo, jis nesiplečia esant temperatūrai, artimai užšalimo temperatūrai (dėl to visa jo masė gali likti visiškai kieta, užšaldyta), ir galiausiai, jo pasirinkimas kaip tirpiklis atmeta deguonies naudojimo naudą. kaip biologinis reagentas . Hendersonas nepareiškė aiškios nuomonės apie priežastis, kurios neleistų amoniakui kauptis planetų paviršiuje, tačiau vis dėlto buvo teisus. Amoniaką saulės spinduliai naikina lengviau nei vandenį, t. y. jo molekules skaido ilgesnio bangos ilgio spinduliuotė, pernešanti mažiau energijos, kuri plačiai atstovaujama saulės spektre. Šios reakcijos metu susidaręs vandenilis iš planetų (išskyrus didžiausias) išgaruoja į kosmosą, o azotas lieka. Vanduo atmosferoje taip pat sunaikinamas veikiant saulės spinduliuotei, tačiau tik daug trumpesnio bangos ilgio nei tas, kuris naikina amoniaką, o išsiskiriantis deguonis (O 2) ir ozonas (O 3) sudaro ekraną, kuris labai efektyviai apsaugo Žemę. nuo mirtinos UV spinduliuotės - spinduliuotės. Tokiu būdu savaime ribojasi atmosferos vandens garų fotodestrukcija. Amoniako atveju panašus reiškinys nepastebimas.

Šie argumentai negalioja tokioms planetoms kaip Jupiteris. Kadangi šios planetos atmosferoje vandenilio yra gausu, nes jis yra nuolatinis jos komponentas, pagrįsta manyti, kad ten yra amoniako. Šias prielaidas patvirtina Jupiterio ir Saturno spektroskopiniai tyrimai. Mažai tikėtina, kad šiose planetose yra skysto amoniako, tačiau amoniako debesų, susidedančių iš sušalusių kristalų, egzistavimas yra visiškai įmanomas.

Nagrinėdami vandens klausimą plačiąja prasme, mes neturime teisės a priori tvirtinti ar neigti, kad vanduo, kaip biologinis tirpiklis, gali būti pakeistas kitais junginiais. Aptariant šią problemą dažnai linkstama ją supaprastinti, nes paprastai atsižvelgiama tik į alternatyvių tirpiklių fizines savybes. Tuo pačiu metu sumenkinamas arba visiškai ignoruojamas faktas, kurį pažymėjo Hendersonas, būtent: vanduo tarnauja ne tik kaip tirpiklis, bet ir kaip aktyvus biocheminių reakcijų dalyvis. Elementai, sudarantys vandenį, žaliuose augaluose hidrolizės arba fotosintezės būdu „įtraukiami“ į gyvų organizmų medžiagas (žr. 4 reakciją). Gyvos medžiagos, pagrįstos skirtingu tirpikliu, cheminė struktūra, kaip ir visos biologinės aplinkos, būtinai turi skirtis. Kitaip tariant, tirpiklio keitimas neišvengiamai sukelia labai gilių pasekmių. Niekas rimtai nebandė jų įsivaizduoti. Toks bandymas vargu ar pagrįstas, nes jis yra ne daugiau ar mažiau, kaip naujo pasaulio projektas, ir tai yra labai abejotinas darbas. Kol kas net negalime atsakyti į klausimą apie gyvybės be vandens galimybę ir vargu ar ką nors apie tai sužinosime, kol neatrasime bevandenės gyvybės pavyzdžio.

Ar gali sprogti

Juodoji jūra?

1891 metais profesorius A. Lebedincevas iškėlė pirmąjį vandens mėginį iš Juodosios jūros gelmių. Mėginys parodė, kad vanduo žemiau 183 metrų yra prisotintas sieros vandenilio. Vėlesni tyrimai patvirtino, kad Juodoji jūra yra didžiausias pasaulyje vandenilio sulfido baseinas. Prieš 3500–4000 metų Gibraltaro sąsiauris neegzistavo, o Viduržemio jūra buvo padalinta į du baseinus: išorinę jūrą į vakarus nuo Sicilijos ir vidaus jūrą į rytus nuo jos. Šių jūrų lygis buvo žymiai žemesnis nei šiandien. Tuo metu Juodoji jūra (Euxine Pontus) buvo gėlavandenė, o pagrindinis šių jūrų tiekimas dėl didesnio Juodosios jūros baseino upių tėkmės atkeliaudavo per Bosforą (Bosforą). Prieš 3500 metų reikšmingi Europos plutos judėjimai įvyko vakarų kryptimi, susiformavo Gibraltaro sąsiauris, o sūrus vandenyno vanduo pakėlė šių jūrų lygį iki šiuolaikinio lygio.

Turtingiausia Juodosios jūros gėlavandenė flora ir fauna mirė ir nugrimzdo į dugną. Baltyminių medžiagų skilimas dugne dugno vandenis prisotino vandenilio sulfidu ir metanu. Po šio įvykio vandenilio sulfido lygis pakilo, o šiais laikais jis išlieka 200-100 metrų gylyje. 1982 metų rugpjūtį rytinėje jūros dalyje 60 metrų gylyje buvo aptiktas vandenilio sulfidas, o jo iškilimo „kupolo“ skersmuo siekė 120 km. Rudenį sieros vandenilio lygis nukrito iki 150 metrų. Tai rodo didelį vandenilio sulfido išsiskyrimą iš gelmių dėl žemės drebėjimo tam tikroje jūros dugno dalyje.

Yra įvairių hipotezių dėl vandenilio sulfido sulaikymo gylyje priežasčių. Kai kurių mokslininkų teigimu, ištirpusį vandenilio sulfidą sulaiko tik didelis slėgis iš viršutinių vandens sluoksnių (10-20 atmosferų). Jei ištrauksite šį „kištuką“, vanduo „užvirs“, o vandenilio sulfidas greitai išsiskirs iš jo dujų pavidalu (pagal analogiją su gazuoto vandens buteliu).

Prieš 10 metų dėl žemės drebėjimo nedidelio Afrikos ežero rajone iš jo išsiskyrė vandenilio sulfidas. Dujos pasklido dviejų-trijų metrų sluoksniu palei krantus, todėl nuo uždusimo žuvo visi gyvi daiktai. Prisimenu ir 1927 metų Krymo žemės drebėjimo liudininkų istoriją. Tada praūžė perkūnija, o nustebusios Jaltos gyventojų akys išvydo liepsnas jūroje – jūra užsidegė! Taigi sieros vandenilio buvimas Juodojoje jūroje kelia labai rimtą pavojų jos baseino šalių gyventojams.

Šis pavojus ypač didelis pakrantės vietovėms su mažu reljefu, pavyzdžiui, Kolchis. Kolchyje didelio stiprumo žemės drebėjimai įvyko 1614 m. (sunaikintas Tsaish kompleksas), 1785, 1905, 1958 ir 1959 m. Laimei, visos jos nepaveikė jūros dugno. Daug pavojingesnė padėtis Kryme (Krymas linkęs slinkti jūros link) ir Turkijos pakrantėje, turinčioje mobilių plutos ydų. Yra tik vienas būdas sumažinti „sprogimo“ pavojų Juodojoje jūroje, intensyviai ekonomiškai naudojant vandenilio sulfidą kaip kurą. Siurbiant gilų vandenį per nusodinimo rezervuarus, bus gaunamas neribotas dujų kiekis, kuris gali būti naudojamas šiluminėse elektrinėse su sprogimui atspariu dozavimu. Taip centralizuotai deginant vandenilio sulfidą galima išspręsti sieros turinčių degimo atliekų panaudojimo klausimą nepakenkiant aplinkos situacijai. Tarptautinė konferencija „Eko – Juodoji jūra-90“ nupiešė grėsmingą antropogeninio spaudimo jūros ekosistemai paveikslą – vien Dunojus ir Dniepras kasmet į jūrą išneša 30 tonų gyvsidabrio ir kitų nuodų. Jūros žuvų ištekliai sumažėjo dešimt kartų. Santykiuose Viduržemio jūra Mėlynasis planas įgyvendinamas globojant JT. Prie jos prisijungę 110 universitetų ir kitų organizacijų Europoje. Tik Juodoji jūra neturi vieningo gelbėjimo plano. Ir to skubiai reikia.

Vandenilio sulfido susidarymo vandenyje priežastys.

Vandenilio sulfidas ir sieros junginiai, sulfidai ir kitos redukuotos sieros formos nėra tipiški ir nuolatiniai jūros vandens komponentai.

Tačiau tam tikromis sąlygomis vandenilio sulfidas ir sulfidai gali kauptis dideliais kiekiais giliuose jūros sluoksniuose. Vietovės, kuriose vandenilio sulfido kiekis yra gana didelis, kartais gali susidaryti net ir sekliame gylyje. Tačiau laikinas sieros vandenilio kaupimasis jūroje yra nepageidautinas, nes jo atsiradimas sukelia jūros faunos mirtį. Tuo pačiu metu sieros vandenilio buvimas jūros vandenyje yra būdingas tam tikrų hidrologinių sąlygų rodiklis, taip pat intensyvus ištirpusio deguonies suvartojimas ir daugybė įvairios kilmės lengvai oksiduojamų medžiagų.

Pagrindinis vandenilio sulfido šaltinis jūroje yra biocheminis ištirpusių sulfatų redukavimas (desulfatavimo procesas). Desulfataciją jūroje sukelia specialaus tipo anaerobinių desulfatuojančių bakterijų veikla, kurios sulfatus redukuoja į sulfidus, kuriuos ištirpusi anglies rūgštis suskaido į vandenilio sulfidą. Šį procesą galima schematiškai pavaizduoti taip:

CaS + NaCO 3 → CaCO 3 + H 2 S.

Realiai šis procesas yra sudėtingesnis, o vandenilio sulfido zonoje yra ne tik laisvas sieros vandenilis, bet ir kitų formų sulfatų redukcijos produktai (sulfidai, hidrosulfitai, hiposulfitai ir kt.).

Hidrocheminėje praktikoje redukuotų formų sieros junginių kiekis paprastai išreiškiamas sieros vandenilio ekvivalentu. Tik specialiuose, specialiai sukurtuose tyrimuose įvairios redukuotos sieros formos nustatomos atskirai. Šie apibrėžimai čia neaptariami.

Antrasis vandenilio sulfido šaltinis jūroje – anaerobinis sieros turinčių baltymų organinių negyvų organizmų liekanų skaidymas. Sieros turintys baltymai, suyra esant pakankamam kiekiui ištirpusio deguonies, oksiduojasi, o juose esanti siera virsta sulfato jonais. Anaerobinėmis sąlygomis skaidant sieros turinčias baltymines medžiagas susidaro mineralinės sieros formos, t.y. vandenilio sulfidas ir sulfidai.

Laikinų anaerobinių sąlygų atsiradimo ir su tuo susieto sieros vandenilio kaupimosi atvejai stebimi Baltijos ir Azovo jūrose, taip pat kai kuriose kitų jūrų pakraščiuose ir įlankose. Klasikinis vandenilio sulfidu užteršto jūros baseino pavyzdys yra Juodoji jūra, kur tik viršutiniame, palyginti ploname paviršiniame sluoksnyje nėra vandenilio sulfido.

Vandenilio sulfidas ir sulfidai, atsirandantys anaerobinėmis sąlygomis, lengvai oksiduojasi tiekiant ištirpusį deguonį, pavyzdžiui, vėjui maišant viršutinius, gerai aeruojamus vandens sluoksnius su vandenilio sulfidu užterštais giliais vandenimis. Kadangi net laikinas sieros vandenilio ir sieros junginių susikaupimas jūroje turi didelę reikšmę kaip vandens taršos ir jūros faunos žūties galimybės rodiklis, tiriant jūros hidrocheminį režimą būtina stebėti jo atsiradimą.

Iš viso yra 2 pagrindiniai metodai vandenilio sulfido kiekiui ir koncentracijai Juodojoje jūroje nustatyti: Tūrinis analitinis metodas ir Kolorimetrinis metodas, tačiau šie metodai nėra metrologiškai sertifikuoti.

Vandenilio sulfido bumas.

Kaip minėta anksčiau, Juodosios jūros bruožas yra „vandenilio sulfido sluoksnio“ buvimas joje. Jį prieš šimtą metų atrado rusų valtininkas, užuodęs į gilumą nuleistą virvę, kuri švelniai kvepėjo supuvusiais kiaušiniais. „Sieros vandenilio sluoksnio“ lygis svyruoja, kartais jo riba pakyla vos iki 50 m gylio.1927 m. didelis žemės drebėjimas Netgi kilo „jūros gaisrai“, o jūroje prie Sevastopolio ir Evpatorijos buvo pastebėti liepsnos stulpai.

Perestroika SSRS sutapo su dar vienu sieros vandenilio sluoksnio pakilimu, o glasnost laikraščiams pateikė pikantišką informaciją apie 1927 m. „jūros gaisrus“ (anksčiau, kai nebuvo įpročio gąsdinti žmonių, ši informacija nebuvo plačiai skelbiama). Susidarė patogios sąlygos dideliam pakilimui, ir jis buvo „išvyniotas“. Štai isteriškų 1989-1990 metų prognozių pavyzdžiai. tik centriniuose laikraščiuose:

"Literatūros laikraštis": "Kas bus, jei, neduok Dieve, įvyks naujas žemės drebėjimas prie Juodosios jūros krantų? Daugiau jūros gaisrų? Ar vienas blyksnis, vienas didžiulis deglas? Vandenilio sulfidas yra degus ir nuodingas, šimtai tūkstančių tonų danguje bus sieros rūgšties“.

„Darbo tribūna“: „Užtenka nedidelio žemės drebėjimo, kad vandenilio sulfidas pakiltų į Juodosios jūros paviršių ir užsidegtų – ir jos pakrantė pavirs dykuma“.

„Visiškai slapta“: „Pakanka staigiai sumažėjusio atmosferos slėgio ir vertikalaus srauto sutapimo laike ir erdvėje. Užviręs vanduo prisotins orą nuodingais degių dujų garais. Kur dreifuoja mirtinas debesis - tik Dievas Tai gali sukelti aukų pakrantėje, o gal per kelias sekundes keleivinį lėktuvą paversti „skraidančiu olandu“.

Galiausiai pats M. S. Gorbačiovas perspėjo pasaulį apie iš SSRS ateinančią apokalipsę. Tarptautinio Pasaulinio aplinkos apsaugos ir plėtros forumo išlikimui (koks forumo pavadinimas!) podiumo jis pareiškė: „Per pastaruosius dešimtmečius Juodosios jūros vandenilio sulfido sluoksnio riba pakilo iš gilumos. nuo 200 m iki 75 m nuo paviršiaus. Dar šiek tiek ir per Bosforo sąsiaurio slenkstį pateks į Marmuro jūrą, Egėjo ir Viduržemio jūrą. Šis pareiškimas buvo paskelbtas „Pravda“. Mokslininkai – ir okeanologai, ir chemikai – bandė aiškinti politikams, kad visa tai – nemokšiška nesąmonė (taip jie naiviai manė). Moksliniuose žurnaluose publikuoti gerai žinomi duomenys:

1. 1927 m. „Jūros gaisrai“ neturi nieko bendra su vandenilio sulfidu. Jie buvo pastebėti vietose, esančiose 60-200 km nuo vandenilio sulfido zonos ribos. Jų priežastis yra natūralių metano dujų išleidimas iš Krivoy Rog-Evpatoria tektoninio lūžio į paviršių per žemės drebėjimą. Tai yra dujinis plotas, joje vykdomi gręžiniai dujoms gaminti, nuolat stebimi gamtinių dujų prasisunkimai šioje akvatorijoje „rakelių“ pavidalu. Visa tai gerai žinoma, o visų didžiųjų laikraščių atsisakymas skelbti šį mokslinį sertifikatą tiesiogiai rodo, kad tai buvo tyčinis dezinformavimas.

2. Didžiausia sieros vandenilio koncentracija Juodosios jūros vandenyje yra 13 mg/l, o tai yra 1000 kartų mažesnė nei būtina, kad jis išsiskirtų iš vandens dujų pavidalu. Tūkstantį kartų! Todėl apie jokį užsidegimą, pakrantės niokojimą ir laivų deginimą negali būti nė kalbos. Matsesta vandenilio sulfido šaltinius žmonės šimtus metų naudojo medicininiais tikslais (galbūt net pačiam M. S. Gorbačiovui jomis patiko). Niekada negirdėjome apie sprogimus ar gaisrus, net vandenilio sulfido kvapas ten yra gana pakenčiamas. Tačiau vandenilio sulfido kiekis Matsesta vandenyse yra šimtus kartų didesnis nei Juodosios jūros vandenyje. Buvo atvejų, kai žmonės kasyklose susidūrė su labai koncentruotomis sieros vandenilio srovėmis. Tai lėmė žmonių apsinuodijimą, tačiau sprogimų niekada nebuvo ir negalėjo būti – slenkstinė vandenilio sulfido koncentracija ore yra labai didelė.

3. Mirtina sieros vandenilio koncentracija ore yra 670-900 mg kubiniame metre. Tačiau net ir esant 2 mg kubiniame metre koncentracijos vandenilio sulfido kvapas yra nepakeliamas. Bet net jei visas Juodosios jūros „vandenilio sulfido sluoksnis“ netikėtai kažkokios nežinomos jėgos išmestų į paviršių, sieros vandenilio kiekis ore bus daug kartų mažesnis už nepakeliamo kvapo lygį. Tai reiškia, kad jis tūkstančius kartų mažesnis už sveikatai pavojingą lygį. Taigi apie apsinuodijimą negali būti nė kalbos.

4. Visų įmanomų pasaulio vandenyno lygio svyravimų ir atmosferos slėgio virš Juodosios jūros režimų matematinis modeliavimas, kurį okeanologai atliko pagal M. S. Gorbačiovo pareiškimą, parodė, kad vandenilio sulfido srautas į jūrą Marmara ir už jos ribų, jo širdžiai mielai apnuodijus Vakarų civilizacijai, visiškai neįmanoma – net jei virš Jaltos praskris galingiausias iš žinomų atogrąžų ciklonų.

Visa tai buvo gerai žinoma; Juodosios jūros vandenilio sulfido anomaliją šimtą metų tyrė daugybė mokslininkų visame pasaulyje. Sovietinei spaudai prasidėjus šiam bumui, nemažai žinomų mokslininkų, tarp jų ir akademikai (!), pasuko į laikraščius – ne vienas ėmėsi teikti raminančią informaciją. Populiariausias leidinys, į kurį pavyko patekti, buvo SSRS mokslų akademijos žurnalas „Gamta“, žurnalas mokslininkams. Bet tai negalėjo lygintis su to meto „Pravdos“, „Literaturnaja gazeta“, „Ogonyok“ tiražu ar televizijos įtaka.

Grupė okeanologų (T.A. Aizatulin, D.Ya. Fashchuk ir A.V. Leonov) įžvalgiai užbaigia vieną iš paskutinių šiai problemai skirtų straipsnių All-Union Chemical Society žurnale (Nr. 4, 1990): „Darbas bendradarbiaujant Su puikiais užsienio tyrėjais aštuonios šalies mokslininkų kartos sukaupė milžiniškas žinias apie Juodosios jūros vandenilio sulfido zoną. Ir visos šios žinios, sukauptos per šimtmetį, pasirodė nepriimtinos, nereikalingos. Svarbiausiu metu jie buvo pakeistas mitų kūrimu.

Šis pakeitimas nėra tik dar vienas socialinės srities, kuriai priklauso mokslas, krizės įrodymas. Dėl daugelio savybių tai, mūsų nuomone, yra aiškus socialinės katastrofos rodiklis. Ypatumai slypi tame, kad visais lygmenimis patikimas kiekybines žinias apie labai konkretų, vienareikšmiškai išmatuotą objektą, dėl kurio pasaulinėje mokslo bendruomenėje nėra esminių nesutarimų, pakeitė savo pasekmėmis pavojingas mitas. Šias žinias nesunku stebėti naudojant tokias plačiai prieinamas matavimo priemones kaip lynas ir valties lankas. Informaciją apie tai galima nesunkiai gauti per dešimt minučių iki valandos naudodamiesi įprastais informacijos kanalais arba paskambinę į bet kurį SSRS mokslų akademijos okeanologijos institutą, Hidrometeorologijos tarnybą ar Žuvininkystės ministeriją. Ir jei tokių aiškiai apibrėžtų žinių atžvilgiu pasirodė įmanomas pakeitimas mitais, tai tikrai turėtume to tikėtis tokiose prieštaringų ir dviprasmiškų žinių srityse kaip ekonomika ir politika.

Daugybė krizių, į kurias skendi mūsų visuomenė, yra dirbtinės kilmės pelkė. Paskęsti jame galima tik gulint. Suteikti mūsų rajono krizės pelkės topografiją, parodyti horizonto buvimą, pakeliantį žmogų nuo pilvo ant kojų – šios apžvalgos tikslas.

Kaip žinoma, dirbtinai sukurtoje pelkėje sovietinio žmogaus pakelti „nuo pilvo ant kojų“ nepavyko - susidomėję ir ant kojų stovintys sąmonės manipuliatoriai neleido. Dabar šį atvejį tyrinėjame kaip patologai – darome skrodimą. Bet ir tęsinys labai įdomus – su vis dar gyva sąmone.

Pasiekus tikrąjį vandenilio sulfido psichozės tikslą (kaip didesnės programos dalį), staiga visi pamiršo apie vandenilio sulfidą, taip pat apie baltymų ir vitamininių priedų paukščių lesalams gamyklas. Tačiau 1997 metų liepos 7 dieną lygiai taip pat netikėtai, po daugelio metų visiškos tylos, per televiziją vėl pasirodė laida apie sieros vandenilio grėsmę. Šį kartą į sąmonę buvo paleistas kliedesys, gerokai atsilikęs nuo 1989 metų prognozių. Buvo žadamas viso vandenilio sulfido sprogimas Juodojoje jūroje tokia galia, kad jis, kaip detonatorius, sukels branduolinis sprogimas uranas, kurio telkiniai yra Kaukaze! Taigi vandenilio sulfidas buvo susietas su atominiai ginklai- šiuolaikinio pavojaus simbolis.

Taigi ar Juodoji jūra gali sprogti, ar ne?

XX amžiaus pradžioje Azovo-Juodosios jūros baseinas buvo unikalus geofizinis darinys: sekli gėlavandenė Azovo jūra ir sūri giliavandenė Juodoji jūra. Dauguma šio baseino gyventojų pavasarį išvyko neršti į Azovo jūrą, o žiemojo Juodojoje jūroje, kuri savo „atkarpa“ primena stiklinę: siaura. pakrantės juosta staiga baigiasi trijų kilometrų gylyje.

Pagrindiniai Azovo-Juodosios jūros baseino gėlo vandens tiekėjai yra trys upės: Dniepras, Dunojus, Donas. Šis vanduo, audrų metu maišydamasis su sūriu vandeniu, sudarė dviejų šimtų metrų gyvenamą sluoksnį. Žemiau šios žymos Juodojoje jūroje biologiniai organizmai negyvena. Faktas yra tas, kad Juodoji jūra susisiekia su pasauliniu vandenynu per siaurą Bosforo sąsiaurį. Šiltas, deguonies prisotintas Juodosios jūros vanduo per šį sąsiaurį viršutiniame sluoksnyje teka į Viduržemio jūrą. Apatiniame Bosforo sąsiaurio sluoksnyje šaltesnis ir sūresnis vanduo patenka į Juodąją jūrą. Tokia vandens mainų struktūra per milijonus metų lėmė vandenilio sulfido kaupimąsi apatiniuose Juodosios jūros sluoksniuose. H 2 S susidaro vandenyje dėl biologinių organizmų irimo be deguonies ir turi būdingą supuvusių kiaušinių kvapą. Bet kuris akvariumininkas puikiai žino, kad dideliame akvariume vandenilio sulfidas palaipsniui kaupiasi apatiniame sluoksnyje dėl maisto likučių ir augalų irimo. Pirmasis to rodiklis yra tai, kad žuvys pradeda plaukti paviršiniame sluoksnyje. Tolesnis H 2 S kaupimasis gali sukelti akvariumo gyventojų mirtį. Sieros vandenilio pašalinimui iš vandens akvariumininkai naudoja dirbtinę aeraciją: mikrokompresorius purškia orą į apatinį vandens sluoksnį. Tokiu atveju laikui bėgant purkštuvas ir šalia esanti žemė pasidengia geltona danga – siera. Chemikai žino dviejų tipų vandenilio sulfido oksidacijos reakcijas:

1. H 2 S + O 2 → H 2 O + S

2. H 2 S + 4O 2 → H 2 SO 4

Pirmosios reakcijos metu susidaro laisva siera ir vanduo. Besikaupiant, siera gali išplaukti į paviršių smulkiais gabalėliais.

Antrojo tipo H 2 S oksidacijos reakcija vyksta sprogstamai su pradiniu terminiu šoku. Dėl to susidaro sieros rūgštis. Gydytojams kartais tenka susidurti su vaikų žarnyno nudegimais – iš pažiūros nekenksmingos išdaigos pasekmėmis. Faktas yra tas, kad žarnyno dujose yra vandenilio sulfido. Kai vaikai juos uždega kaip pokštą, liepsnos gali prasiskverbti į žarnyną. Rezultatas yra ne tik terminis, bet ir rūgštinis nudegimas.

Tai buvo antroji H 2 S oksidacijos reakcijos eiga, kurią Jaltos gyventojai pastebėjo per žemės drebėjimą 1927 m. Seisminiai drebėjimai išmaišė giliavandenį vandenilio sulfidą į paviršių. Vandeninio H 2 S tirpalo elektrinis laidumas yra didesnis nei gryno jūros vandens. Todėl elektros žaibo išlydžiai dažniausiai nukenčia iš gelmių iškilusias vandenilio sulfido vietas. Tačiau nemažas švaraus paviršinio vandens sluoksnis užgesino grandininę reakciją.

Iki XX amžiaus pradžios, kaip jau minėta, viršutinis apgyvendintas vandens sluoksnis Juodojoje jūroje buvo 200 metrų. Dėl neapgalvotos technogeninės veiklos šis sluoksnis smarkiai sumažėjo. Šiuo metu jo storis neviršija 10-15 metrų. Per stiprią audrą į paviršių iškyla sieros vandenilis, poilsiautojai gali užuosti būdingą kvapą.

Šimtmečio pradžioje Dono upė tiekė iki 36 km3 gėlo vandens į Azovo-Juodosios jūros baseiną. Iki devintojo dešimtmečio pradžios šis tūris sumažėjo iki 19 km 3: metalurgijos pramonė, drėkinimo konstrukcijos, lauko drėkinimas, miesto vandentiekio vamzdynai... Volgos-Dono atominės elektrinės paleidimas užims dar 4 km 3 vandens. . Panaši situacija susiklostė industrializacijos metais ir kitose baseino upėse.

Išretėjus paviršiniam gyvenamajam vandens sluoksniui, Juodojoje jūroje smarkiai sumažėjo biologinių organizmų. Pavyzdžiui, šeštajame dešimtmetyje delfinų populiacija siekė 8 milijonus individų. Šiais laikais sutikti delfinus Juodojoje jūroje tapo labai retai. Povandeninio sporto mėgėjai liūdnai stebi tik apgailėtinos augmenijos liekanas ir retus žuvų būrius. Bet tai nėra pats blogiausias dalykas!

Jei Krymo žemės drebėjimas būtų įvykęs šiandien, jis būtų pasibaigęs pasauline katastrofa: milijardus tonų vandenilio sulfido dengia plona vandens plėvelė. Koks galimo kataklizmo scenarijus?

Dėl pirminio terminio šoko įvyks H 2 S tūrinis sprogimas, dėl kurio gali prasidėti galingi tektoniniai procesai ir litosferos plokščių judėjimas, o tai savo ruožtu sukels destruktyvių žemės drebėjimų visame pasaulyje. Bet tai dar ne viskas! Sprogimas į atmosferą išskirs milijardus tonų koncentruotos sieros rūgšties. Tai nebus šiuolaikiniai silpni rūgštūs lietūs po mūsų gamyklų ir gamyklų. Rūgščių lietus po sprogimo Juodojoje jūroje sudegins viską, kas gyva ir negyva planetoje! Arba beveik viskas...

1976 metais buvo pasiūlytas svarstyti paprastas ir pigus projektas. Pagrindinė jo reikšmė buvo tokia: Kaukazo kalnų upės neša gėlą vandenį iš tirpstančių ledynų į jūrą. Tekant negiliais akmenuotais kanalais, vanduo prisodrintas deguonies. Atsižvelgiant į tai, kad gėlo vandens tankis yra mažesnis nei sūraus, kalnų upės tėkmė, įtekanti į jūrą, pasklinda jos paviršiumi. Jeigu šis vanduo vamzdžiu nuleidžiamas į jūros dugną, tai realizuojama vandens aeracijos situacija akvariume. Tam prireiktų 4-5 km vamzdžių nuleistų į jūros dugną ir daugiausiai poros dešimčių kilometrų vamzdžių iki nedidelės užtvankos upės vagoje. Faktas yra tas, kad norint subalansuoti trijų kilometrų sūraus vandens gylį, gėlas vanduo turi būti tiekiamas gravitacijos būdu iš 80-100 metrų aukščio. Tai bus daugiausiai 10-20 km atstumu nuo jūros kranto. Viskas priklauso nuo pakrantės zonos topografijos.

Kelios tokios aeracijos sistemos iš pradžių galėtų sustabdyti jūros išnykimo procesą ir laikui bėgant visiškai neutralizuoti H 2 S jos gelmėse. Akivaizdu, kad šis procesas ne tik leistų atgaivinti Azovo-Juodosios jūros baseino florą ir fauną, bet ir panaikintų pasaulinės katastrofos galimybę.

Tačiau, kaip rodo praktika, valdžios struktūroms visa tai visiškai neįdomu. Kam investuoti net ir nedidelius pinigus į abejotiną įvykį, kad Žemė būtų išgelbėta nuo pasaulinės katastrofos? Nors aeracijos įrenginiai galėtų duoti „tikrų pinigų“ - sieros, išsiskiriančios dėl vandenilio sulfido oksidacijos.

Tačiau niekas negali tiksliai pasakyti, kada Juodoji jūra sprogs. Norint iš anksto numatyti jo atsiradimo galimybę, būtina organizuoti žemės plutos blokų tektoninių judėjimų procesų stebėjimo paslaugas šioje teritorijoje. Geriau pasiruošti tokioms situacijoms. Juk žmonės gyvena net Vezuvijaus papėdėje. Tie, kurie gyvena vietovėse, kuriose gali įvykti tokie katastrofiški įvykiai, turi atitinkamai organizuoti savo gyvenimo būdą.

Tačiau tai nėra taip baisu, kaip atrodo iš pirmo žvilgsnio. Ankstesnis Juodosios jūros sprogimas įvyko prieš kelis milijonus metų. Evoliucijos metu Žemės tektoninis aktyvumas darosi vis ramesnis. Visai įmanoma, kad kitas Juodosios jūros sprogimas įvyks dar po kelių milijonų metų. Ir tai jau didžiulis laikas net ir paprastai žmogaus vaizduotei.

Vienas iš vandenilio sulfido panaudojimo būdų.

Ekonomistai ir energetikai daro išvadą, kad atominės energijos artimiausiu metu nėra kuo pakeisti. Nors po Černobylio visi pripažįsta jo pavojų, ypač šalims, kuriose padėtis nestabili ir siaučiantis terorizmas. Deja, šiandien Rusija yra viena iš šių šalių. Tuo tarpu reali alternatyva branduolinei energijai egzistuoja. Yutkin L.A. archyve. Yra projektas, kuris dabar gali patraukti energetikų dėmesį.

Po SSRS žlugimo Rusijai liko nedidelė Juodosios jūros pakrantės atkarpa. Yutkin L.A. Juodąją jūrą pavadino unikaliu gamtos sandėliu su neišsenkamais energijos atsargomis: energijos „Eldorado“ su atsinaujinančiais žaliavų šaltiniais. Elektrohidraulinio efekto autorius L.A.Jutkinas savo fantastišką ir kartu labai realų projektą 1979 metais išsiuntė SSRS Valstybiniam išradimų komitetui ir Valstybiniam mokslo ir technologijų komitetui.

Projektas buvo pagrįstas dujų atskyrimo ir sodrinimo metodais. Faktas yra tas, kad Juodosios jūros vandenyse, esančiuose žemiau 100 metrų gylio, yra ištirpusio vandenilio sulfido. Ypač svarbu, kad, skirtingai nuo kitų iškastinio kuro rūšių, vandenilio sulfido atsargos Juodojoje jūroje yra atsinaujinančios. Kaip parodė tyrimai ir kaip minėta anksčiau, sieros vandenilio papildymas vyksta dėl dviejų šaltinių: mikroorganizmų, galinčių anaerobinėmis sąlygomis redukuoti sulfatinę sierą į sulfidą, ir vandenilio sulfido, susintetinto Kaukazo gelmėse, tiekimo. Kalnai, nuo žemės plutos plyšių. Vandenilio sulfido koncentraciją reguliuoja jo oksidacija paviršiniuose vandens sluoksniuose. Oro deguonis, ištirpęs vandenyje, sąveikauja su vandenilio sulfidu, paversdamas jį sieros rūgštimi. Rūgštis reaguoja su mineralinėmis druskomis, ištirpusiomis vandenyje, sudarydama sulfatus. Šie procesai vyksta vienu metu, dėl to Juodojoje jūroje nusistovi dinaminė pusiausvyra. Skaičiavimai rodo, kad per metus dėl oksidacijos Juodojoje jūroje ne daugiau kaip ketvirtadalis viso vandenilio sulfido virsta sulfatais.

Taigi iš Juodosios jūros, nepažeidžiant jos ekologijos, taip pat nesumažinus Juodosios jūros „sprogimo“ tikimybės, kasmet galima išleisti apie 250 milijonų tonų vandenilio sulfido, kurio energijos intensyvumas yra apie 10 12 kWh (Sudegus vienas kilogramas vandenilio sulfido duoda apie 4000 kcal.) . Tai atitinka metinę elektros gamybą buvusioje SSRS ir dvigubai daugiau nei Rusijoje. Vadinasi, Juodoji jūra, kaip vandenilio sulfido generatorius, gali visiškai patenkinti vidaus energijos poreikius. Kaip šią nuostabią idėją galima pritaikyti praktiškai?

Tam Yutkinas pasiūlė pakelti dugninius jūros vandens sluoksnius iš neįprastai didelio vandenilio sulfido kiekio zonų iki technologinio aukščio, kur jie būtų veikiami elektrohidraulinių smūgių, užtikrinančių vandenilio sulfido išsiskyrimą, o po to grąžinami atgal į jūrą ( elektrohidraulinis poveikis). Susidariusios dujos turi būti suskystintos ir sudegintos, o susidaręs sieros dioksidas turi būti oksiduojamas į sieros rūgštį. Deginant 1 kg sieros vandenilio galima gauti iki dviejų kilogramų sieros dioksido ir 4 × 10 3 kcal atgautos šilumos. Kai sieros dioksidas oksiduojamas iki sieros rūgšties, taip pat išsiskiria energija. Iš kiekvienos tonos sieros vandenilio, deginant, susidaro 2,9 tonos sieros rūgšties. Jo sintezės metu papildoma energija bus iki 5 × 10 5 kcal kiekvienai pagamintos rūgšties tonai.

Skaičiavimai rodo, kad norint patenkinti visus NVS šalių elektros poreikius, nepažeidžiant jūros ekologijos, kasmet reikia skirti ir sudeginti 7400 kub.m. km jūros vandens. Sudeginus 2×5×10 8 t sieros vandenilio, susidarys 7×3×10 8 tonos sieros rūgšties, kurią sintezuojant bus pagaminama papildomai 3×6×10 14 kcal šilumos arba 4×1×10 11 kW. /h papildomos energijos. Ši energija suteiks visą darbą technologinis ciklas– vandens siurbimas, elektrohidraulinis valymas, jo apdorojimas, susidarančių dujų suspaudimas ir suskystinimas.

Vienintelės tokių elektrinių veiklos „atliekos“ bus sieros rūgštis, vertinga žaliava daugeliui kitų pramonės šakų.

Pačioje šio projekto siūlymo pradžioje jį buvo uždrausta įgyvendinti.

Ozono sluoksnio ardymas

1985 metais atmosferos mokslininkai iš Britų Antarkties tyrimo pranešė apie visiškai netikėtą faktą: pavasarinis ozono lygis atmosferoje virš Hali įlankos stoties Antarktidoje nuo 1977 iki 1984 metų sumažėjo 40%. Šią išvadą netrukus patvirtino ir kiti tyrėjai, kurie taip pat parodė, kad mažo ozono kiekio regionas tęsiasi už Antarktidos ir dengia nuo 12 iki 24 km aukščio sluoksnį, t.y. nemaža dalis žemutinės stratosferos. Išsamiausias ozono sluoksnio virš Antarktidos tyrimas buvo tarptautinis lėktuvo Antarkties ozono eksperimentas. Jo metu mokslininkai iš 4 šalių kelis kartus kopė į mažo ozono kiekio zoną ir rinko išsamią informaciją apie jos dydį bei joje vykstančius cheminius procesus. Tiesą sakant, tai reiškė, kad poliarinėje atmosferoje buvo ozono „skylė“. Devintojo dešimtmečio pradžioje, remiantis Nimbus-7 palydovo matavimais, panaši skylė buvo aptikta Arktyje, nors ji apėmė daug mažesnį plotą ir ozono lygio kritimas joje nebuvo toks didelis – apie 9%. Vidutiniškai ozono lygis Žemėje nuo 1979 iki 1990 metų sumažėjo 5%.

Šis atradimas kėlė nerimą ir mokslininkams, ir plačiajai visuomenei, nes leido manyti, kad mūsų planetą supančiam ozono sluoksniui gresia didesnis pavojus, nei manyta anksčiau. Šio sluoksnio plonėjimas gali sukelti rimtų pasekmių žmonijai. Ozono kiekis atmosferoje yra mažesnis nei 0,0001%, tačiau būtent ozonas visiškai sugeria saulės ultravioletinę spinduliuotę iš bangos ilgio.<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.

Ozono susidarymą apibūdina reakcijos lygtis:

Atominis deguonis, reikalingas šiai reakcijai virš 20 km lygio, susidaro skylant deguoniui veikiant ultravioletinei spinduliuotei.<240 нм.

Žemiau šio lygio tokie fotonai beveik neprasiskverbia, o deguonies atomai susidaro daugiausia azoto dioksido fotodisociacijos metu minkštiems ultravioletiniams fotonams su<400 нм:

Ozono molekulės sunaikinamos, kai jos atsitrenkia į aerozolio daleles ar žemės paviršių, tačiau pagrindinį ozono nuskandinimą lemia katalizinių reakcijų ciklai dujų fazėje:

O 3 + Y → YO + O 2

YO + O → Y + O 2

kur Y = NO, OH, Cl, Br

Idėja apie ozono sluoksnio sunaikinimo pavojų pirmą kartą buvo išsakyta dar septintojo dešimtmečio pabaigoje, kai buvo manoma, kad pagrindinis pavojus atmosferos zonai yra vandens garų ir azoto oksidų (NO) išmetimas iš variklių. viršgarsiniai transporto lėktuvai ir raketos. Tačiau viršgarsinė aviacija vystėsi daug lėčiau nei tikėtasi. Šiuo metu komerciniais tikslais naudojamas tik „Concorde“, kuris per savaitę atlieka kelis skrydžius tarp Amerikos ir Europos, tarp karinių orlaivių stratosferoje skraido beveik tik viršgarsiniai strateginiai bombonešiai, tokie kaip B1-B ar Tu-160 ir žvalgybiniai lėktuvai, pvz. SR-71. Tokia apkrova vargu ar sukels rimtos grėsmės ozono sluoksniui. Azoto oksidų išmetimas iš žemės paviršiaus dėl iškastinio kuro deginimo ir masinės azoto trąšų gamybos bei naudojimo taip pat kelia tam tikrą pavojų ozono sluoksniui, tačiau azoto oksidai yra nestabilūs ir lengvai sunaikinami žemesniuose atmosferos sluoksniuose. Raketos paleidžiamos taip pat nedažnai, tačiau šiuolaikinėse kosminėse sistemose, pavyzdžiui, Space Shuttle ar Ariane kietųjų raketų stiprintuvuose, naudojamas chloratinis kietasis kuras gali sukelti rimtą lokalią ozono sluoksnio žalą paleidimo zonoje.

1974 metais M. Molina ir F. Rowland iš Kalifornijos universiteto Irvine įrodė, kad chlorfluorangliavandeniliai (CFC) gali sukelti ozono sluoksnio ardymą. Nuo to laiko vadinamoji chlorfluorangliavandenilio problema tapo viena iš pagrindinių oro taršos tyrimų srityje. Chlorfluorangliavandeniliai jau daugiau nei 60 metų naudojami kaip šaldymo agentai šaldytuvuose ir oro kondicionieriuose, aerozolių mišinių propelentai, gesintuvų putos, elektroninių prietaisų valikliai, sausam drabužių valymui, putplasčio gamyboje. Kadaise jie buvo laikomi idealiomis cheminėmis medžiagomis praktiniam naudojimui, nes yra labai stabilūs ir neaktyvūs, todėl netoksiški. Kad ir kaip paradoksalu, bet dėl ​​šių junginių inertiškumo jie pavojingi atmosferos ozonui. CFC greitai nesuyra troposferoje (apatinis atmosferos sluoksnis, besitęsiantis nuo žemės paviršiaus iki 10 km aukščio), kaip, pavyzdžiui, dauguma azoto oksidų, ir galiausiai prasiskverbia į stratosferą, kurios viršutinė riba yra apie 50 km aukštyje. Kai CFC molekulės pakyla į maždaug 25 km aukštį, kur ozono koncentracija yra didžiausia, jas veikia intensyvi ultravioletinė spinduliuotė, kuri dėl ekranuojančio ozono poveikio neprasiskverbia į žemesnius aukščius. Ultravioletinė šviesa sunaikina normaliomis sąlygomis stabilias CFC molekules, kurios skyla į labai reaktyvius komponentus, ypač atominį chlorą. Taigi, CFC perneša chlorą iš žemės paviršiaus per troposferą ir žemesnius atmosferos sluoksnius, kur sunaikinami mažiau inertiški chloro junginiai, į stratosferą, į sluoksnį, kuriame yra didžiausia ozono koncentracija. Labai svarbu, kad chloras ardydamas ozoną veiktų kaip katalizatorius: cheminio proceso metu jo kiekis nemažėja. Dėl to vienas chloro atomas gali sunaikinti iki 100 000 ozono molekulių prieš jį deaktyvuojant arba grąžinant į troposferą. Šiuo metu CFC išmetimas į atmosferą siekia milijonus tonų, tačiau reikia pažymėti, kad net ir hipotetiniu atveju visiškai nutraukus CFC gamybą ir naudojimą, tiesioginių rezultatų pasiekti nepavyks: jau išleistų CFC poveikis. į atmosferą tęsis kelis dešimtmečius. Manoma, kad dviejų plačiausiai naudojamų CFC – Freono-11 (CFCl 3) ir Freono-12 (CF 2 Cl 2) – tarnavimo laikas atmosferoje yra atitinkamai 75 ir 100 metų.

Azoto oksidai gali ardyti ozoną, tačiau taip pat gali reaguoti su chloru. Pavyzdžiui:

2O 3 + Cl 2 → 2ClO + 2O 2

2ClO + NO → NO 2 + Cl 2

Šios reakcijos metu ozono kiekis nekinta. Kita reakcija yra svarbesnė:

ClO + NO 2 → ClONO 2

Šio proceso metu susidaręs nitrozilo chloridas yra vadinamasis chloro rezervuaras. Jame esantis chloras yra neaktyvus ir negali reaguoti su ozonu. Galų gale tokia rezervuaro molekulė gali sugerti fotoną arba reaguoti su kita molekule ir išleisti chlorą, tačiau ji taip pat gali ištrūkti iš stratosferos. Skaičiavimai rodo, kad jei stratosferoje nebūtų azoto oksidų, ozono naikinimas vyktų daug greičiau. Kitas svarbus chloro rezervuaras yra vandenilio chloridas HCl, susidarantis reaguojant atominiam chlorui ir metanui CH4.

Spaudžiamos dėl šių argumentų, daugelis šalių ėmėsi priemonių, skirtų CFC gamybai ir naudojimui sumažinti. Nuo 1978 m. JAV uždrausta naudoti CFC aerozoliuose. Deja, CFC naudojimas kitose srityse nebuvo ribojamas. 1987 m. rugsėjį 23 pirmaujančios pasaulio šalys Monrealyje pasirašė konvenciją, įpareigojančią jas sumažinti CFC vartojimą. Pagal pasiektą susitarimą išsivysčiusios šalys iki 1999 m. turi sumažinti CFC suvartojimą iki pusės 1986 m. Jau buvo rastas geras CFC pakaitalas, naudojamas kaip aerozolių propelentas – propano ir butano mišinys. Pagal fizinius parametrus jis praktiškai nenusileidžia freonams, tačiau, skirtingai nei jie, yra degus. Nepaisant to, tokie aerozoliai jau gaminami daugelyje šalių, įskaitant Rusiją. Sudėtingesnė padėtis su šaldymo įrenginiais – antra pagal dydį freonų vartotoja. Faktas yra tas, kad dėl savo poliškumo CFC molekulės turi didelę garavimo šilumą, kuri yra labai svarbi šaldytuvų ir oro kondicionierių darbiniam skysčiui. Šiandien geriausiai žinomas freonų pakaitalas yra amoniakas, tačiau jis yra toksiškas ir fiziniais parametrais vis dar prastesnis už CFC. Geri rezultatai gauti naudojant visiškai fluorintus angliavandenilius. Daugelyje šalių kuriami nauji pakaitalai ir jau pasiekta gerų praktinių rezultatų, tačiau ši problema dar nėra iki galo išspręsta.

Freonų naudojimas tęsiasi ir vis dar toli gražu nestabilizuoja CFC lygio atmosferoje. Taigi, Pasaulinio klimato kaitos stebėjimo tinklo duomenimis, foninėmis sąlygomis – Ramiojo ir Atlanto vandenynų pakrantėse bei salose, toli nuo pramoninių ir tankiai apgyvendintų vietovių – freonų –11 ir –12 koncentracija šiuo metu auga maždaug 5-9% per metus. Fotochemiškai aktyvių chloro junginių kiekis stratosferoje šiuo metu yra 2-3 kartus didesnis, palyginti su 50-ųjų lygiu, kol neprasidėjo sparti freonų gamyba.

Tuo pat metu ankstyvosios prognozės, numatančios, kad, pavyzdžiui, jei bus išlaikytas dabartinis CFC emisijų lygis, iki XXI amžiaus vidurio. Ozono kiekis stratosferoje gali sumažėti per pusę; galbūt jie buvo pernelyg pesimistiški. Pirma, skylė virš Antarktidos daugiausia yra meteorologinių procesų pasekmė. Ozono susidarymas galimas tik esant ultravioletinei spinduliuotei ir nevyksta poliarinės nakties metu. Žiemą virš Antarktidos susidaro nuolatinis sūkurys, užkertantis kelią ozono turtingo oro antplūdžiui iš vidutinių platumų. Todėl iki pavasario net nedidelis aktyvaus chloro kiekis gali rimtai pakenkti ozono sluoksniui. Virš Arkties tokio sūkurio praktiškai nėra, todėl šiauriniame pusrutulyje ozono koncentracijos kritimas gerokai mažesnis. Daugelis tyrinėtojų mano, kad ozono naikinimo procesui įtakos turi poliariniai stratosferos debesys. Šie didelio aukščio debesys, kurie daug dažniau stebimi virš Antarktidos nei virš Arkties, susidaro žiemą, kai, nesant saulės šviesos ir esant meteorologinei Antarktidos izoliacijai, temperatūra stratosferoje nukrenta žemiau -80 laipsnių. 0 C. Galima daryti prielaidą, kad azoto junginiai kondensuojasi, užšąla ir lieka susieti su debesų dalelėmis, todėl jiems neleidžiama reaguoti su chloru. Taip pat gali būti, kad debesų dalelės gali katalizuoti ozono ir chloro rezervuarų irimą. Visa tai rodo, kad CFC gali sukelti pastebimą ozono koncentracijos sumažėjimą tik konkrečiomis Antarktidos atmosferos sąlygomis, o norint, kad poveikis būtų pastebimas vidutinėse platumose, aktyvaus chloro koncentracija turi būti daug didesnė. Antra, sunaikinus ozono sluoksnį, kieta ultravioletinė spinduliuotė pradės skverbtis giliau į atmosferą. Bet tai reiškia, kad ozono susidarymas vis tiek vyks, bet tik šiek tiek žemiau, toje srityje, kurioje yra daugiau deguonies. Tiesa, tokiu atveju ozono sluoksnis bus jautresnis atmosferos cirkuliacijai.

Nors pirminiai niūrūs vertinimai buvo patikslinti, tai jokiu būdu nereiškia, kad problemos nėra. Atvirkščiai, tapo aišku, kad tiesioginio rimto pavojaus nėra. Netgi optimistiškiausi vertinimai, esant dabartiniam CFC emisijų į atmosferą lygiui, antroje XXI amžiaus pusėje gali sukelti rimtus biosferos sutrikimus, todėl vis dar būtina sumažinti CFC naudojimą.

Žmogaus poveikio gamtai potencialas nuolat auga ir jau pasiekė tokį lygį, kai galima padaryti nepataisomą žalą biosferai. Tai ne pirmas kartas, kai ilgą laiką visiškai nekenksminga laikyta medžiaga pasirodo esanti itin pavojinga. Prieš dvidešimt metų vargu ar kas nors galėjo pagalvoti, kad paprasta aerozolinė balionė gali kelti rimtą grėsmę visai planetai. Deja, ne visada įmanoma laiku numatyti, kaip konkretus junginys paveiks biosferą. Tačiau CFC atveju tokia galimybė buvo: visos cheminės reakcijos, apibūdinančios ozono ardymo procesą CFC, yra itin paprastos ir žinomos gana seniai. Tačiau net ir po to, kai 1974 m. buvo suformuluota CFC problema, vienintelė šalis, kuri ėmėsi kokių nors priemonių CFC gamybai sumažinti, buvo JAV, ir šios priemonės buvo visiškai nepakankamos. Reikėjo pakankamai tvirtai įrodyti CFC keliamą pavojų, kad būtų imtasi rimtų veiksmų pasauliniu mastu. Pažymėtina, kad net ir atradus ozono skylę Monrealio konvencijos ratifikavimui vienu metu iškilo pavojus. Galbūt CFC problema mus išmokys atidžiau ir atsargiai elgtis su visomis medžiagomis, patenkančiomis į biosferą dėl žmogaus veiklos.

Atradimo mokestis

Štai tik keli epizodai iš šios srities. Vokiečių chemiko Roberto-Wilhelmo Bunseno (1811-1899) rankose sprogo sandarus stiklinis indas, kuriame buvo arseno junginio. Mokslininkas liko be dešinės akies ir smarkiai apsinuodijo. Bunseno rankos nuo darbo su chemikalais tapo tokios šiurkščios ir randuotos, kad viešumoje jis mieliau jas slėpdavo po stalu. Tačiau laboratorijoje jis pademonstravo jų „nepažeidžiamumą“ įkišęs rodomąjį pirštą į dujinio „Bunsen degiklio“ liepsną ir palaikęs ten kelias sekundes, kol pasklis apdegusio rago kvapas; Tuo pat metu jis ramiai pasakė: „Pažiūrėkite, ponai, šioje vietoje liepsnos temperatūra viršija tūkstantį laipsnių“.

Prancūzų chemikas Charlesas-Adolphe'as Wurtzas (1817-1884), Paryžiaus mokslų akademijos prezidentas, kaitinant fosforo trichlorido PC1 3 ir natrio Na mišinį atvirame mėgintuvėlyje patyrė stiprų sprogimą. Skeveldros sužalojo veidą ir rankas bei pateko į akis. Iš karto jų pašalinti iš akių nepavyko. Tačiau pamažu jie pradėjo išeiti patys. Tik po kelerių metų chirurgai atkūrė normalų Wurtzo regėjimą.

Prancūzų fizikas ir chemikas Pierre'as-Louisas Dulongas (1785-1838), Paryžiaus mokslų akademijos narys, brangiai sumokėjo už sprogstamosios medžiagos trichloro nitrido C1 3 N atradimą: neteko akies ir trijų pirštų. Davy'as, tyrinėdamas šios medžiagos savybes, taip pat beveik neteko regėjimo.

Rusijos akademikas Lemanas mirė apsinuodijęs arsenu, kuris per replikos sprogimą laboratorijoje pateko į jo plaučius ir stemplę.

Vokiečių chemikas Liebigas vos nenumirė, kai neatsargiai numetė grūstuvę, kurią naudojo kristalams smulkinti grūstuve, į metalinį indelį, kuriame buvo laikomas labai sprogus gyvsidabrio fulminatas, „gyvsidabrio fulminatas“ Hg(CNO) 2 . Sprogimas nuplėšė namo stogą, tačiau pats Liebigas tik atsimušė į sieną, o jis išsigelbėjo su mėlynėmis.

Rusų akademikas Lovitzas 1790 metais apsinuodijo chloru. Ta proga jis rašė: „Be nepakeliamo krūtinės skausmo, kuris truko beveik aštuonias dienas, nutiko ir taip, kad kai dėl mano neatsargumo... į orą pakilo dujos, staiga praradau sąmonę ir parkritau. į žemę."

Gay-Lussac ir Thénard, viename iš savo bandymų gauti kalį kaitinant kalio hidroksido KOH ir geležies miltelių Fe mišinį pagal reakciją:

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

vos nežuvo dėl laboratorinės įrangos sprogimo. Gay-Lussac beveik pusantro mėnesio praleido lovoje, atsigaudamas po žaizdų. Kita istorija nutiko su Tenaru. 1825 m. per paskaitą apie gyvsidabrio chemiją vietoj cukraus vandens jis per klaidą gurkšnojo iš stiklinės, kurioje buvo stipraus nuodo sublimato (gyvsidabrio chlorido HgCl 2) tirpalas. Jis ramiai padėjo stiklinę atgal ir ramiai paskelbė: „Ponai, apsinuodijau. Žali kiaušiniai gali man padėti, prašau, atneškite juos man. Išsigandę studentai puolė į kaimynines parduotuves ir namus, o netrukus priešais profesorių iškilo krūva kiaušinių. Tenaras nurijo žalią kiaušinį, sumaišytą su vandeniu. Tai jį išgelbėjo. Žalias kiaušinis yra puikus priešnuodis apsinuodijus gyvsidabrio druska.

Rusų akademikas Nikita Petrovičius Sokolovas (1748-1795) mirė nuo apsinuodijimo fosforu ir arsenu, tyrinėdamas jų junginių savybes.

Ankstyvą Scheele mirtį, sulaukus keturiasdešimt ketverių metų, akivaizdžiai lėmė apsinuodijimas vandenilio cianidu HCN ir arsinu AsH 3, kurį jis pirmą kartą gavo ir kurio stipraus toksiškumo Scheele neįtarė.

Rusų chemikė Vera Evstafievna Bogdanovskaya (1867-1896) mirė būdama dvidešimt devynerių, bandydama atlikti baltojo fosforo P 4 ir vandenilio cianido rūgšties HCN reakciją. Ampulė, kurioje buvo dvi medžiagos, sprogo ir sužalojo jos ranką. Prasidėjo apsinuodijimas krauju, o praėjus keturioms valandoms po sprogimo Bogdanovskaja mirė.

Amerikiečių chemikas Jamesas Woodhouse'as (1770–1809) mirė būdamas trisdešimt devynerių metų nuo sistemingo apsinuodijimo anglies monoksidu CO, nežinodamas apie šių dujų toksiškumą. Jis tyrinėjo geležies rūdos redukciją medžio anglimi:

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

Tyrimo metu išsiskyrė anglies monoksidas CO – „anglies monoksidas“.

Anglų chemikas William Cruikshank (1745-1810) paskutiniais savo gyvenimo metais prarado galvą dėl laipsniško apsinuodijimo chloru C1 2, anglies monoksidu CO ir anglies oksido dichloridu CC1 2 O (fosgenu), sintezės ir savybių tyrimo. kuria jis užsiėmė.

Vokiečių chemikas Adolfas fon Bayeris (1835-1917), Nobelio premijos laureatas, jaunystėje susintetino metildichloroarsiną CH 3 AsCl 2. Nežinodamas, kad ši medžiaga yra stiprus nuodas, jis nusprendė ją užuosti. Bayeris iškart pradėjo dusti ir netrukus prarado sąmonę. Jį išgelbėjo Kekulė, ištraukusi „Bayer“ į gryną orą. Bayeris buvo Kekulės auklėtinis.

Retieji metalai yra naujų technologijų ateitis

Skaičiai ir faktai

Daugelis retų metalų, kurie ilgą laiką buvo mažai naudojami, dabar plačiai naudojami visame pasaulyje. Jie atgaivino visiškai naujas šiuolaikinės pramonės, mokslo ir technologijų sritis – tokias kaip saulės energija, didelės spartos magnetinės levitacijos transportas, infraraudonųjų spindulių optika, optoelektronika, lazeriai ir naujausių kartų kompiuteriai.

Naudojant mažai legiruotą plieną, kuriame yra tik 0,03-0,07% niobio ir 0,01-0,1% vanadžio, galima 30-40% sumažinti konstrukcijų svorį statant tiltus, daugiaaukščius pastatus, dujotiekius ir naftotiekius bei geologinės žvalgybos gręžimo įranga ir kt. Tuo pačiu konstrukcijų tarnavimo laikas pailgėja 2-3 kartus.

Magnetai, naudojantys niobio pagrindu veikiančias superlaidžias medžiagas, leido Japonijoje sukurti orlaivius, pasiekiančius iki 577 km/h greitį.

Paprastame amerikietiškame automobilyje naudojama 100 kg HSLA plieno su niobiu, vanadžiu, retaisiais žemėmis, 25 dalys pagamintos iš vario-berilio lydinių, cirkonio, itrio. Tuo pačiu metu automobilio svoris JAV (nuo 1980 iki 1990 m.) sumažėjo 1,4 karto. Nuo 1986 m. automobiliuose buvo pradėti montuoti magnetai, kurių sudėtyje yra neodimio (37 g neodimio viename automobilyje).

Intensyviai kuriamos elektromobiliai su ličio baterijomis, vandenilio kuro automobiliai su lantano nitridu ir kt.

Amerikiečių kompanija Westinghouse sukūrė aukštos temperatūros kuro elementus cirkonio ir itrio oksidų pagrindu, kurie padidina šiluminių elektrinių efektyvumą nuo 35 iki 60%.

Įdiegus energiją taupančius apšvietimo įrenginius ir elektroninę įrangą, pagamintą naudojant retus elementus, Jungtinės Valstijos tikisi sutaupyti iki 50% elektros energijos, skirtos apšvietimui išleidžiant 420 mlrd. kW/val. Japonijoje ir JAV buvo sukurtos lempos su fosforu, turinčiu itrio, europio, terbio ir cerio. 27 W lempos sėkmingai pakeičia 60-75 W kaitrines lempas. Elektros suvartojimas apšvietimui sumažėja 2-3 kartus.

Saulės energijos naudojimas neįmanomas be galio. JAV NASA planuoja aprūpinti kosminius palydovus galio arsenido pagrindu pagamintais saulės elementais.

Retųjų metalų vartojimo elektronikoje augimo tempas yra itin didelis. 1984 m. pasaulinių integrinių grandynų, naudojančių galio arsenidą, pardavimų vertė siekė 30 mln. USD, o 1990 m. ji jau buvo įvertinta 1 mlrd.

Retųjų žemių elementų (retųjų žemių) ir retųjų metalų renio naudojimas naftos krekingo procese leido JAV smarkiai sumažinti brangios platinos naudojimą, kartu padidinant proceso efektyvumą ir padidinant didelio oktaninio skaičiaus benzino išeigą 15 proc. .

Kinijoje žemės ūkyje retųjų žemių metalai sėkmingai naudojami tręšiant ryžius, kviečius, kukurūzus, cukranendres, cukrinius runkelius, tabaką, arbatą, medvilnę, žemės riešutus, vaisius ir gėles. Maistinių augalų derlius padidėjo 5-10%, techninių - daugiau nei 10%. Dėl didesnio baltymų ir lizino kiekio pagerėjo kviečių kokybė, padaugėjo vaisių, cukranendrių ir burokėlių cukringumas, pagerėjo žiedų spalva, pagerėjo arbatos ir tabako kokybė.

Kazachstane, rekomendavus Rusijos mokslininkams, buvo pritaikytas naujas F.V.Saikino sukurtas retųjų žemių panaudojimo žemės ūkyje metodas. Eksperimentai buvo atlikti dideliuose plotuose ir pasiektas puikus efektas – medvilnės, kviečių ir kitų kultūrų derlius padidėjo 65 proc. Toks didelis efektyvumas buvo pasiektas, pirma, dėl to, kad vienu metu buvo naudojami ne visų retųjų žemių mišiniai, kaip buvo praktikuojama Kinijoje, o tik vienas neodimas (nes kai kurie lantanidai nepadidina produktyvumo, o priešingai, sumažinkite). Antra, kaip ir Kinijoje, žemės ūkio augalų žydėjimo laikotarpiu jie nepurškė daug darbo jėgos. Vietoj to, prieš sėją jie tik mirkydavo grūdus vandeniniame tirpale, kuriame yra neodimio. Ši operacija yra daug paprastesnė ir pigesnė.

Dar visai neseniai itris technologijoje buvo naudojamas itin retai, o jo išgavimas buvo tinkamas – matuojamas kilogramais. Tačiau paaiškėjo, kad itris gali žymiai padidinti aliuminio kabelių elektros laidumą ir naujų keraminių konstrukcinių medžiagų stiprumą. Tai žada labai didelį ekonominį efektą. Susidomėjimas itriu ir itrio lantanidais – samariumu, europiu ir tribiu – labai išaugo.

Scandium (jo kaina vienu metu buvo eilės tvarka aukštesnė už aukso kainą), dėl unikalaus daugelio jo savybių derinio, dabar sulaukia didesnio susidomėjimo aviacijos, raketų ir lazerių technologijomis.

Vandenilio vertė... žmogaus

Yra žinoma, kad sveiko žmogaus kraujo pH yra 7,3-7,4. Tiksliau, kraujo plazmos pH yra apie 7,36 - tai yra, oksonio katijonų H 3 O + koncentracija čia yra 4,4. 10 -8 mol/l. O OH hidroksido jonų kiekis kraujo plazmoje yra 2,3. 10 -7 mol/l, maždaug 5,3 karto daugiau. Taigi, kraujo reakcija yra labai silpnai šarminė.

Oksonio katijonų koncentracijos kraujyje pokyčiai dažniausiai yra nežymūs, pirma, dėl nuolatinio fiziologinio rūgščių ir šarmų pusiausvyros reguliavimo organizmo gyvavimo metu, antra, dėl specialių „buferinių sistemų“ buvimo kraujyje. .

Buferinės sistemos chemijoje yra silpnų rūgščių mišiniai su tų pačių rūgščių druskomis (arba silpnų bazių su tų pačių bazių druskomis). Buferinių sistemų pavyzdžiai yra acto rūgšties CH 3 COOH ir natrio acetato CH 3 COONa arba amoniako hidrato NH 3 mišinio tirpalai. H 2 O ir amonio chloridas NH 4 Cl. Dėl sudėtingos cheminės pusiausvyros kraujo buferio sistema palaiko maždaug pastovią pH vertę net įvedant „papildomą“ rūgštį ar šarmą.

Kraujo plazmai svarbiausia buferinė sistema yra karbonatas (ji susideda iš natrio bikarbonato NaHCO 3 ir anglies rūgšties H 2 CO 3), taip pat ortofosfatas (natrio vandenilio ortofosfatas ir divandenilio ortofosfatas Na 2 HPO 4 ir NaH 2 PO 4) ir baltymas (hemoglobinas).

Karbonato buferio sistema gerai reguliuoja kraujo rūgštingumą. Jeigu į kraują patenka padidėjęs pieno rūgšties kiekis, kuri raumenyse susidaro iš gliukozės dirbant sunkų fizinį darbą, tuomet ji neutralizuojama. Taip susidaro anglies rūgštis, kuri pašalinama kaip anglies dioksido dujos, kurios iškvepiamos per plaučius.
Pervargus ar susirgus, į kraują patenka per daug organinių rūgščių, sutrinka reguliavimo mechanizmai, kraujas tampa pernelyg rūgštus. Jei kraujo pH artėja prie 7,2, tai signalas apie rimtus organizmo gyvybinių funkcijų sutrikimus, o esant pH 7,1 ir žemiau, negrįžtami pokyčiai gali baigtis mirtimi.

O žmogaus skrandžio sultyse yra rūgšties ir jų pH yra nuo 0,9 iki 1,6. Dėl didelio druskos rūgšties kiekio skrandžio sultys turi baktericidinį poveikį.

Žarnyno sultys turi beveik neutralią reakciją (pH nuo 6,0 iki 7,6). Priešingai, žmogaus seilės visada yra šarminės (pH 7,4 – 8,0).

O „žmogaus sulčių“ rūgštingumą reguliuoja šlapimas, kuriame oksonio katijonų H 3 O + koncentracija yra labai nestabili: šio skysčio pH gali sumažėti iki 5,0 ir net 4,7 arba padidėti iki 8,0 - priklausomai nuo kūno būklės. žmogaus medžiagų apykaita.

Rūgšti aplinka slopina kenksmingų mikroorganizmų veiklą, todėl tarnauja kaip savotiška apsauga nuo infekcijų. Tačiau šarminė aplinka yra uždegiminių procesų, taigi ir ligos, signalas.

Ateities vandenilio technologijos automobilių pramonėje

Vis dažniau girdima tezė „vandenilis – ateities kuras“. Dauguma didžiųjų automobilių gamintojų eksperimentuoja su kuro elementais. Tokių eksperimentinių automobilių parodose pasirodo labai daug. Tačiau yra dvi bendrovės, kurios laikosi kitokio požiūrio į automobilių pavertimą vandeniliu.

Ekspertai automobilių transporto „vandenilio ateitį“ pirmiausia sieja su kuro elementais. Kiekvienas atpažįsta savo patrauklumą.

Nėra judančių dalių, nėra sprogimų. Vandenilis ir deguonis tyliai ir taikiai susijungia „dėžutėje su membrana“ (taip galite įsivaizduoti kuro elementą supaprastintu būdu) ir gamina vandens garus plius elektrą.

„Ford“, „General Motors“, „Toyota“, „Nissan“ ir daugelis kitų kompanijų varžosi su kuro elementų koncepciniais automobiliais ir ketina visus priblokšti kai kurių įprastų modelių modifikacijomis vandeniliniu būdu.

Vandenilio degalinės jau atsirado keliose vietose Vokietijoje, Japonijoje, JAV. Kalifornijoje statomos pirmosios vandens elektrolizės stotys, kuriose naudojama saulės baterijų generuojama srovė. Panašūs eksperimentai atliekami visame pasaulyje.

Manoma, kad tik ekologišku būdu (vėjas, saulė, vanduo) pagamintas vandenilis tikrai suteiks mums švarią planetą. Be to, pasak ekspertų, „serijinis“ vandenilis nebus brangesnis už benziną. Čia ypač patrauklus yra vandens skilimas aukštoje temperatūroje, esant katalizatoriui.

Apie abejotiną saulės baterijų gamybos ekologiškumą; arba kuro elementų transporto priemonių (iš tikrųjų hibridų, nes tai yra elektrinės transporto priemonės su vandenilio jėgaine) akumuliatorių perdirbimo problema – inžinieriai mieliau kalba apie antrą ar trečią.

Tuo tarpu vandenilio įvedimo į transporto priemones yra dar vienas būdas – deginant jį vidaus degimo varikliuose. Tokį požiūrį išpažįsta BMW ir Mazda. Japonijos ir Vokietijos inžinieriai tame mato savo privalumus.

Automobilio svorio prieaugis gaunamas tik iš vandenilio kuro sistemos, o kuro elementų automobilyje prieaugis (kuro elementai, kuro sistema, elektros varikliai, srovės keitikliai, galingi akumuliatoriai) gerokai viršija „sutaupymą“ pašalinus vidaus degimo variklį. ir jo mechaninė transmisija.

Naudingos erdvės nuostoliai mažesni ir automobiliui su vandeniliniu vidaus degimo varikliu (nors vandenilio bakas abiem atvejais suvalgo dalį bagažinės). Šiuos nuostolius būtų galima sumažinti iki nulio, pagaminus automobilį (su vidaus degimo varikliu), kuris sunaudoja tik vandenilį. Tačiau čia pasirodo pagrindinis japonų ir vokiečių „schizmatikos“ koziris.

Toks požiūris, automobilių gamintojų teigimu, palengvins laipsnišką transporto priemonių perėjimą tik prie vandenilio energijos. Juk klientas ramia sąžine tokį automobilį galės įsigyti tik tada, kai regione, kuriame jis gyvena, atsiras bent viena vandenilio degalinė. Ir jam nereikės jaudintis dėl to, kad jis bus įstrigęs nuo jos tuščiu vandenilio baku.

Tuo tarpu serijinei kuro elementų transporto priemonių gamybai ir masinei prekybai ilgą laiką labai trukdys mažas tokių degalinių skaičius. Taip, ir kuro elementų kaina vis dar didelė. Be to, įprastus vidaus degimo variklius (su atitinkamais nustatymais) pakeitus vandeniliu, jie ne tik tampa švaresni, bet ir padidina šiluminį efektyvumą bei pagerina veikimo lankstumą.

Faktas yra tas, kad vandenilis turi daug platesnį maišymo su oru proporcijų diapazoną, palyginti su benzinu, kuriam esant vis dar galimas mišinio užsidegimas. O vandenilis dega pilniau net prie cilindro sienelių, kur benzininiuose varikliuose dažniausiai lieka nesudegęs darbinis mišinys.

Taigi, nuspręsta - „paduodame“ ​​vandenilį į vidaus degimo variklį. Vandenilio fizinės savybės labai skiriasi nuo benzino. Vokiečiai ir japonai turėjo palaužti savo smegenis dėl energijos sistemų. Bet rezultatas buvo to vertas.

BMW ir Mazda demonstruojami vandeniliniai automobiliai sujungia įprastų automobilių savininkams pažįstamą aukštą dinamiką su nuline emisija. Ir, svarbiausia, jie yra daug geriau pritaikyti masinei gamybai nei „itin inovatyvios“ kuro elementų transporto priemonės.

BMW ir Mazda ėmėsi veiksmų, siūlydami laipsnišką transporto priemonių perėjimą prie vandenilio. Jei statysite automobilius, kurie gali būti varomi ir vandeniliu, ir benzinu, sako japonų ir vokiečių inžinieriai, vandenilio revoliucija pasirodys „aksominė“. Tai reiškia, kad tai tikresnė.

Dviejų žinomų kompanijų automobilių gamintojai įveikė visus su tokia hibridizacija susijusius sunkumus. Kaip ir kuro elementais varomiems automobiliams, kuriems, kaip prognozuojama, netrukus išaušta, taip ir vandenilinius vidaus degimo variklius turinčių automobilių kūrėjai pirmiausia turėjo apsispręsti, kaip automobilyje laikyti vandenilį.

Perspektyviausias variantas yra metalo hidridai – indai su specialiais lydiniais, kurie sugeria vandenilį į savo kristalinę gardelę ir kaitinant jį išskiria. Tai užtikrina aukščiausią saugojimo saugumą ir didžiausią degalų pakavimo tankį. Tačiau tai yra ir labiausiai varginantis variantas, ir ilgiausias masinio diegimo požiūriu.

Arčiau masinės gamybos yra kuro sistemos su bakais, kuriose vandenilis laikomas dujiniu pavidalu esant aukštam slėgiui (300-350 atmosferų), arba skystas, esant santykinai žemam slėgiui, bet žemai (253 laipsniai Celsijaus žemiau nulio) temperatūra. Atitinkamai, pirmuoju atveju mums reikia aukštam slėgiui skirto cilindro, o antruoju - galinga šilumos izoliacija.

Pirmasis variantas yra pavojingesnis, tačiau tokioje talpykloje vandenilis gali būti laikomas ilgą laiką. Antruoju atveju saugumas yra daug didesnis, bet jūs negalite pastatyti vandenilinio automobilio savaitę ar dvi. Tiksliau įsidėsi, bet vandenilis bent jau lėtai įkais. Slėgis padidės, o apsauginis vožtuvas pradės išleisti brangų kurą į atmosferą.

„Mazda“ pasirinko variantą su aukšto slėgio baku, BMW – su skystu vandeniliu.

Vokiečiai supranta visus savo schemos trūkumus, tačiau dabar BMW jau eksperimentuoja su neįprasta saugojimo sistema, kurią montuos į kitus vandenilinius automobilius.

Transporto priemonei eksploatuojant skystas oras generuojamas iš aplinkinės atmosferos ir pumpuojamas į tarpą tarp vandenilio bako sienelių ir išorinės šilumos izoliacijos. Tokioje talpykloje vandenilis beveik neįkaista, o skystas oras išoriniame „striuke“ išgaruoja. Su tokiu įrenginiu, pasak BMW, tuščiosios eigos automobilyje vandenilį galima laikyti beveik be nuostolių apie 12 dienų.

Kitas svarbus klausimas yra degalų tiekimo į variklį būdas. Bet čia pirmiausia reikia pereiti prie pačių automobilių.

BMW jau keletą metų eksploatuoja eksperimentinių vandenilio „septynetukų“ parką. Taip, bavarai pavyzdinį modelį pakeitė į vandenilį. Atkreipkite dėmesį, kad BMW pirmąjį vandenilinį automobilį pagamino 1979 m., tačiau tik per pastaruosius kelerius metus įmonė tiesiogine prasme sprogo su naujais vandeniliniais automobiliais. Vykdydamas „CleanEnergy“ programą 1999–2001 m., BMW pagamino keletą dviejų degalų (benzino/vandenilio) „septynetukų“.

Jų 4,4 litro V-8 varikliai išvysto 184 arklio galias naudodami vandenilį. Su šiais degalais (naujausios versijos automobilio talpa 170 litrų) limuzinai gali nuvažiuoti 300 kilometrų, o dar 650 kilometrų benzinu (automobilyje paliekamas standartinis bakas).

Bendrovė taip pat sukūrė 12 cilindrų dviejų degalų variklį, taip pat eksperimentinį MINI Cooper aprūpino 4 cilindrų 1,6 litro vandenilio varikliu.

Pirmiausia įmonė sukūrė vandenilio dujų įpurškimą į įsiurbimo vamzdžius (prieš vožtuvus). Tada ji eksperimentavo su tiesioginiu vandenilio dujų įpurškimu (esant aukštam slėgiui) tiesiai į cilindrą.

O vėliau ji paskelbė, kad, matyt, skysto vandenilio įpurškimas į zoną prieš įsiurbimo vožtuvus yra perspektyviausias variantas. Tačiau galutinis pasirinkimas dar nebuvo padarytas ir šios srities tyrimai bus tęsiami. „Mazda“ turi savo pasididžiavimą: savo garsiuosius Wankel rotorinius variklius ji pritaikė vandeniliui.

Japonijos kompanija pirmą kartą tokį automobilį pagamino 1991 m., tačiau tai buvo grynas koncepcinis automobilis nuo buferio iki buferio.

Tačiau 2004 m. sausį sprogo bomba. Japonai parodė savo garsiojo sportinio automobilio RX-8 vandenilinę (tiksliau, dviejų degalų) versiją. Jo rotacinis variklis su savo pavadinimu, beje, RENESIS, laimėjo „2003 m. variklio“ titulą, pirmą kartą istorijoje įveikdamas klasikinius stūmoklinius varžovus šiose tarptautinėse varžybose.

O dabar RENESIS buvo išmokytas „valgyti“ vandenilį, išlaikant benzino galią. Tuo pačiu japonai pabrėžia Wankel variklio pranašumą su tokia konversija.

Prieš įsiurbimo angas rotorinio variklio korpuse yra daug laisvos vietos, kur, priešingai nei ankštoje stūmoklinio vidaus degimo variklio cilindro galvutėje, lengva įdėti purkštukus. Kiekvienai iš dviejų RENESIS skyrių yra po du iš jų.

Wankel variklyje siurbimo, suspaudimo, galios takto ir išmetimo ertmės yra atskirtos (o įprastame variklyje jos yra to paties cilindro).

Todėl atsitiktinis priešlaikinis vandenilio užsidegimas nuo „atsileidžiančios ugnies“ čia negali įvykti, o įpurškimo antgaliai visada veikia palankioje (patvarumo požiūriu), šaltoje variklio zonoje. Vartodamas vandenilį, japoniškas Wankel išvysto 110 arklio galių – beveik perpus mažiau nei varomas benzinu.

Tiesą sakant, pagal svorį vandenilis yra daug energijos turintis kuras nei benzinas. Tačiau tokius degalų sistemos nustatymus pasirinko „Mazda“ inžinieriai.

Taigi, BMW ir Mazda sudavė dvigubą smūgį kuro elementų stovyklai. Nors pastarųjų savikaina nuolat mažėja, o technologijos tobulėja, gali būti, kad būtent vandeniliu varomi serijiniai vidaus degimo varikliai atvers naują erą planetos keliuose.

Štai Bavarijos prognozė.

Per ateinančius trejus metus vandenilio degalinės (bent po vieną) bus statomos visose Vakarų Europos sostinėse, taip pat ir didžiausiuose transeuropiniuose greitkeliuose.

Iki 2010 metų parduotuvėse pasirodys pirmieji dvejopo kuro automobiliai. 2015 metais jų keliuose jau bus keli tūkstančiai. Iki 2025 m. ketvirtadalis pasaulio automobilių parko bus varomi vandeniliu. Gležni vokiečiai nenurodė, kokia vandenilinių automobilių dalis bus automobiliai su vidaus degimo varikliais ir automobiliai su kuro elementais.

Biblijos stebuklai

Kaip aprašyta Biblijoje (Dan.V, 26, 28), per Babilono karaliaus Belšacaro šventę ant rūmų sienos pasirodė ranka, rašanti susirinkusiems nesuprantamus žodžius: „Mene, mene, tekel, upharsin“. Žydų pranašas Danielius, iššifravęs šiuos žodžius, išpranašavo Belšacaro mirtį, kuri netrukus įvyko.

Jei ištirpinsite baltąjį fosforą anglies disulfide CS 2 ir gautu koncentruotu tirpalu nupiešite ranką ant marmurinės sienos, o po to - žodžiai, galite stebėti sceną, panašią į perpasakotą Biblijoje. Fosforo tirpalas anglies disulfide yra bespalvis, todėl rašto iš pradžių nesimato. Kai CS 2 išgaruoja, baltasis fosforas išsiskiria mažyčių dalelių pavidalu, kurios pradeda švytėti ir galiausiai liepsnoja – savaime užsiliepsnoja:

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

kai dega fosforas, dizainas ir užrašas išnyksta; degimo produktas - tetrafosforo dekaoksidas P 4 O 10 - pereina į garų būseną ir esant oro drėgmei suteikia ortofosforo rūgštį:

P4O10 + 6H2O = 4H3PO4,

kuris stebimas mažo melsvo rūko debesėlio pavidalu, palaipsniui sklaidantis ore.

Į kietėjantį vaško ar parafino lydalą galite įpilti nedidelį kiekį baltojo fosforo. Jei ant sienos padarysite užrašą su šaldyto mišinio gabalėliu, tada prieblandoje ir naktį galite pamatyti, kaip jis švyti. Vaškas ir parafinas apsaugo fosforą nuo greitos oksidacijos ir pailgina jo švytėjimo trukmę.

Mozės krūmas

Kartą, kaip pasakojama Biblijoje (Išėjimo III skyrius, 1), pranašas Mozė ganė avis ir pamatė, „kad erškėčio krūmas dega ugnimi, bet nesunyko“.

Tarp Sinajaus smėlio auga diptamų krūmas, kuris tose vietose vadinamas „Mozės krūmu“. 1960 metais lenkų mokslininkai šį augalą augino draustinyje ir vieną karštą vasaros dieną jis iš tikrųjų „užsidegė“ melsvai raudona liepsna, likdamas nepažeistas. Tyrimai parodė, kad diptam krūmas gamina lakiuosius eterinius aliejus. Ramiu, nevėjuotu oru šių labai lakiųjų aliejų koncentracija ore aplink krūmą smarkiai padidėja; Veikiant tiesioginiams saulės spinduliams, jie užsidega ir greitai sudega, išskirdami energiją pirmiausia šviesos pavidalu. O pats krūmas lieka nepažeistas ir nepažeistas.

Yra žinoma daug tokių degių medžiagų. Taigi, anglies disulfidas CS 2 (normaliomis sąlygomis tai bespalvis, labai lakus skystis) garų pavidalu lengvai užsidega bet kokiu įkaitusiu daiktu ir dega šviesiai mėlyna liepsna esant tokiai žemai temperatūrai, kad nesudegina popieriaus.

Karštas pavasaris

Izraelitai, vadovaujami Mozės, perėjo bevandenę Suro dykumą. Išvarginti troškulio, jie vos pasiekė Merr miestelį, bet atrado, kad vanduo čia kartaus ir jo neįmanoma gerti. „Ir jie murmėjo prieš Mozę...“ (Biblija, Išėjimo.XIV, 5–21). Bet Dievas įsakė pranašui įmesti į vandenį netoliese augantį medį. Ir – stebuklas! - vanduo tapo geriamas!

Maros apylinkėse vis dar yra kartėlio

Daugeliui darbo dienos beveik monotoniškos: namai, darbas, namai... Ir dažnai tai priverčia žmones prislėgti, nes trūksta kažkokios įvairovės, įvykių, nuotykių, kažko įdomaus! Tačiau iš tikrųjų kasdien aplink mus nutinka milijonai įvykių ir įvairių įdomių reiškinių, į kuriuos nekreipiame dėmesio ne tik dėl to, kad esame nedėmesingi, bet dėl ​​to, kad žmogaus akis to tiesiog nemato.

Pavyzdžiui, aplink mus nuolat vyksta įvairūs cheminiai procesai. Tai iliuzija, kad chemija yra kažkas sudėtingo ir nesuprantamo. Tiesą sakant, chemija yra mūsų gyvenimo dalis, be kurios žmogaus gyvenimas būtų ne tik daug nuobodesnis, bet ir visiškai neįmanomas.

Nuostabūs faktai apie chemiją:

1. Muilo burbulas yra ploniausia medžiaga, kurią gali matyti žmogaus akis. Muilo burbulas sprogsta per 0,001 sekundės. Be to, jei išpūsite burbulą esant -15 C o, jis sustings, kai liečiasi su paviršiumi, o esant -25 C o - sustings ore ir suskils nuo smūgio.

2. Vandenyno vandenyse yra aukso. Vienoje tonoje vandenyno vandens yra 7 miligramai aukso.

3. Skrydžio metu lėktuvai sunaudoja iki 75 tonų deguonies, tokį kiekį deguonies gamina 30 000 hektarų miško.

4. Geležis gali virsti dujomis 1539 C 0 temperatūroje.

5. Kiekviename gyvame mūsų planetos organizme yra baltymų, bet skirtingomis proporcijomis. Žmogaus smegenys taip pat yra baltymai.

6. Mirtina metilo alkoholio dozė – 30 ml, o priešnuodis – etilo alkoholis.

7. Metalas nekvepia. Visiems pažįstamas neapdoroto (nedažyto) metalo kvapas, tai, pavyzdžiui, metalinių pinigų, turėklų, senų sūpynių, apkaustų ar tiesiog metalo gabalo kvapas. Bet šio kvapo neskleidžia pats metalas, tai yra metalo kontakto su organine medžiaga, pavyzdžiui, delnu ar pirštu, rezultatas, dėl kurio susidaro prakaitas.

8. Pomidorai yra labai protingi augalai, jie moka šaukti "SOS!" Kai vabzdys – pavyzdžiui, vikšras – pradeda kramtyti pomidoro lapą, jis išskiria tam tikro kvapo cheminę medžiagą, kuri vilioja paukščius.

9. Charlesas Goodyearas – mokslininkas, netyčia išradęs gumą, kuri netirpsta karštyje ir nelūžta šaltyje. Jis pamiršo pašalinti iš įjungtos viryklės sieros ir gumos mišinį, todėl buvo išrastas gumos gamybos procesas, vadinamas vulkanizavimu.

10. Kas minutę žmogaus smegenyse įvyksta apie 100 tūkstančių cheminių reakcijų.

Chemija mus supa nuolat. Tai ne tik aplink mus, bet ir mūsų kūno viduje, ir net mūsų mąstymo procesas iš esmės yra chemija. Taigi chemija ne tik padeda sužinoti daug įdomių ir stebinančių dalykų, bet ir naudinga visomis prasmėmis.

Artimiausias chemijos dalykas yra vienarūšių medžiagų, iš kurių sudėties susidaro visi pasaulio kūnai, jų virsmai vienas į kitą ir tokius virsmus lydintys reiškiniai, tyrimas.

— DI. Mendelejevas

Visiems chemijos mėgėjams, svetainių redaktoriams Savarankiškas įsilaužėlis, parengiau nedidelį įdomių faktų apie chemiją pasirinkimą.

Pradėkime nuo vienos iš neatidėliotinų klausimų, susijusių su chemija kaip mokslu.

Kokiu atveju etilo alkoholis gali būti priešnuodis?

Metilo alkoholis niekuo nesiskiria nuo etilo alkoholio skoniu ir kvapu, tačiau jo poveikis organizmui yra daug pavojingesnis mūsų sveikatai. Net nedidelis metanolio kiekis gali sukelti aklumą, o 30 ml dozė – mirtį.

Tai paaiškina dažnus apsinuodijimo metilo alkoholiu atvejus dėl nežinojimo arba dėl padirbto alkoholio vartojimo. Įdomu tai, kad tokio apsinuodijimo atveju priešnuodis yra įprastas, tai yra etilo alkoholis. Taip yra dėl to, kad abiejų alkoholių surišimo procesai organizme vyksta dalyvaujant vienam fermentui - alkoholio dehidrogenazei, tačiau kadangi reakcija su etanoliu vyksta greičiau, susidaro daug mažiau kenksmingų metanolio skilimo produktų. kraujo.

Kviečiame pažiūrėti vaizdo įrašą, kaip gaminamas polistireninis putplastis – įdomus ir informatyvus.

Hidrogelis lūžiams gydyti, nusipelnęs išradimas chemijos pramonėje.

Ryžių universiteto bioinžinieriai sukūrė hidrogelį, kuris, esant artimai žmogaus kūno temperatūrai, iš skystos būsenos akimirksniu pasikeičia į pusiau kietą būseną, o vėliau suyra tinkamu greičiu. Gelis gali būti naudojamas kaip atrama lūžusiems kaulams ar kitiems paciento kūno audiniams. Kambario temperatūroje hidrogelis išlieka skystas, tačiau patekęs į paciento kūną jis sukietėja ir užpildo tuščią erdvę, kurią vėliau pakeis natūralus audinys.

Hidrogelis taip pat gali būti naudojamas kamieninėms ląstelėms pristatyti į skeleto defektus, kurie turėtų pagreitinti kaulinio audinio regeneraciją. Atlikęs savo funkcijas, gelis suyra ir pasišalina iš organizmo. Atradimo autoriai tikisi, kad gelis gali būti sureguliuotas taip, kad jo skilimo greitis atitiktų skirtingus kaulų augimo tempus.

Ir dabar Įdomūs faktai chemijoje, kurios tikrai nežinojai:

• Pavyzdžiui, kai pjauname svogūną ir „verkiame“, šių fiktyvių emocijų nuopelnas priklauso sierai, kuri susigeria į dirvą, kurioje auga svogūnas.
• Indonezijos provincijoje yra ugnikalnis, visiškai užpildytas siera, kuris vadinamas Kawa Ijen. Jis nusėda ant vamzdžių, po to darbininkai jį numuša su jungiamosiomis detalėmis ir neša sverti. Taip jie ten užsidirba.
• Higieniniai „produktai“ sieros pagrindu, sukurti specialiai probleminei odai nuo spuogų ir bėrimų valyti.
• Ausų vaškas, kurį nuo vaikystės buvome mokomi šalinti vatos tamponais, kilniais ketinimais „nunuodija“ gyvenimą. Jame yra specialių lizocimo fermentų; Jie yra tie, kurie „neleidžia“ visoms bakterijoms patekti į mūsų organizmą.

• 1985 metais grupė amerikiečių ir anglų tyrinėtojų atrado molekulinius junginius, pagamintus iš anglies, kurie savo forma labai primena futbolo kamuolį. Atradimą norėta pavadinti jo garbei, tačiau mokslininkai nesutarė, kurį terminą vartoti – futbolas ar futbolas (JAV toks terminas reiškia futbolą). Dėl to junginys buvo pavadintas fullerenais architekto Fullerio garbei, kuris sugalvojo geodezinį kupolą, sudarytą iš tetraedrų.
• Prancūzų chemikas, vaistininkas ir gydytojas Nicolas Lemery (1645-1715) kažkada pastebėjo kažką panašaus į ugnikalnį, kai geležiniame puodelyje sumaišė 2 g geležies drožlių ir 2 g sieros miltelių ir palietė jį karštu stikliniu lazdele. Po kurio laiko iš paruošto mišinio pradėjo skraidyti juodos dalelės, o pats mišinys, labai padidėjęs tūriu, taip įkais, kad pradėjo švytėti.
• Fluoro dujų atskyrimas nuo fluorintų medžiagų pasirodė esąs viena sunkiausių eksperimentinių problemų. Fluoras pasižymi išskirtiniu reaktyvumu; ir dažnai jo sąveika su kitomis medžiagomis įvyksta užsidegus ir sprogus.
• Jodą 1811 metais atrado prancūzų chemikas B. Courtois.Yra tokia jodo atradimo versija. Pagal ją, Courtois atradimo kaltininkas buvo jo mylima katė: jis gulėjo chemikui ant peties, kol šis dirbo laboratorijoje. Norėdamas pasilinksminti, katė užšoko ant stalo ir ant grindų nustūmė šalia stovėjusius indus. Viename jų buvo jūros dumblių pelenų spiritinis tirpalas, o kitame – sieros rūgštis. Sumaišius skysčius, atsirado mėlynai violetinių garų debesis, kuris buvo ne kas kita, kaip jodas.
• Per vieną sekundę žmogaus smegenyse įvyksta 100 000 cheminių reakcijų
• 1903 metais Amerikos Kanzaso valstijoje iš naftos gręžinio staiga išsiveržė dujų fontanas. Didžiajai naftininkų nuostabai dujos pasirodė nedegios. Naujas susitikimas su juo įvyko Pirmojo pasaulinio karo metais. Į Londoną bombas metantį vokiečių dirižablį pataiko padegamasis sviedinys, tačiau dirižablis neužsidega. Lėtai bėgdamas dujoms, jis nuskriejo. Slaptosios Anglijos tarnybos buvo sunerimusios: prieš tai vokiečių dirižabliai sprogdavo nuo sviedinių, nes buvo pripildyti vandenilio. Chemijos ekspertai prisiminė, kad dar gerokai prieš karą vokiečių laivai kaip balastą kažkodėl gabeno monazito smėlį iš Indijos ir Brazilijos. Šios dujos buvo helis. Monazito smėlyje, kuris ilgą laiką buvo pagrindinė helio nešiklio žaliava, yra radioaktyvaus elemento torio, kuriam irstant susidaro helis, kuris tankumu nusileidžia tik vandeniliui, tačiau turi pranašumą prieš vandenilį: yra nedegus ir chemiškai inertiška.

Tai užbaigia mūsų įdomius faktus apie tokį mokslą kaip. Jei žinote įdomių faktų iš chemijos srities, tada parašykite mums juos komentaruose ir mes tikrai juos įtrauksime į savo sąrašą.

Jūs tikriausiai jau matėte periodinę elementų lentelę. Galbūt ji vis dar pasirodo tavo svajonėse, o gal jis tau nugrimzdo į užmarštį, nes yra ne kas kita, kaip klasės sienos puošmena, skirta biurui padaryti garbingesnį. Tačiau šioje iš pažiūros atsitiktinių ląstelių sistemoje yra daugiau, nei atrodo iš pirmo žvilgsnio.

Periodinė lentelė (arba PT, nes šiame straipsnyje apie tai bus periodiškai nurodoma) ir joje aprašomi elementai turi savybių, kurių galbūt niekada neatspėjote. Nuo mažai tikėtinos kilmės iki naujų papildymų – čia yra dešimt faktų, kurių tikriausiai nežinote apie periodinę elementų lentelę.

10. Mendelejevas sulaukė pagalbos

Periodinė lentelė buvo naudojama nuo 1869 m., kai ją sukūrė barzdotas Dimitri Mendelejevas. Dauguma žmonių mano, kad Mendelejevas vienintelis išrado stalą ir tapo genialiuoju šimtmečio chemiku. Tačiau jo pastangas palaikė keli Europos mokslininkai, kurie labai prisidėjo prie šios milžiniškos elementų diagramos užbaigimo.

Mendelejevas, kaip ir turėtų būti, yra plačiai žinomas kaip periodinės lentelės tėvas, tačiau jis dokumentavo ne kiekvieną mums žinomą elementą.

9. Nauji papildymai

Nuotrauka: IUPAC

Tikėkite ar ne, periodinė lentelė beveik nepasikeitė nuo šeštojo dešimtmečio. Tačiau 2016 m. gruodžio 2 d. buvo pridėti keturi nauji elementai: nihonis (elementas 113), moskoviumas (elementas 115), tenesinas (elementas 117) ir oganesson (elementas 118). Šie nauji papildymai buvo paskelbti 2016 m. birželio mėn., tačiau prireikė penkių mėnesių analizės, kad jie galėtų būti oficialiai įtraukti į PT.

Kiekvienas iš šių elementų buvo pavadintas miesto ar valstijos, kurioje jie buvo rasti, vardu, išskyrus oganessoną, kuris buvo pavadintas Rusijos branduolinio fiziko Jurijaus Oganessano vardu už pastangas dokumentuoti elementą.

8. Ne „J“

Anglų abėcėlėje yra 26 nuostabios raidės, ir kiekviena iš jų yra ne mažiau svarbi nei ankstesnės ir vėlesnės. Tačiau Mendelejevas į tai pažvelgė kitaip. Pabandykite atspėti, kuri nelemta raidė niekada nepasirodo PT? Štai užuomina: ištarkite raides ir rieskite pirštus, kol juos visus sulenksite (jei turite visas dešimt). Ar atspėjote? Tiesa, tai raidė „J“, kuri niekada nepasirodė PT.

Jie sako, kad vienas lauke nėra karys? Tada galbūt J yra vienišiausia raidė. Tačiau čia įdomus faktas: „J“ yra dažniausiai vartojama raidė berniukų varduose nuo 2000 m. Taigi, „J“ sulaukia pakankamai dėmesio, nesijaudinkite.

7. Dirbtiniai elementai

Nuotrauka: Popocatomar

Kaip ką tik sužinojote, dabar periodinėje lentelėje yra net 118 elementų. Ar galite atspėti, kiek iš šių 118 yra žmogaus sukurti? Iš 118 elementų 90 galima rasti nuostabioje vietoje, kurią vadiname gamta.

Kaip 28 elementai gali būti dirbtiniai? Tai tikrai tiesa. Mes sintezuojame elementus nuo 1937 m. ir toliau tai darome šiandien. Geros naujienos yra tai, kad PT yra nuostabi ir šiuos dirbtinius elementus galima lengvai pastebėti, jei kada nors susidomėsite. Tiesiog pažvelkite į elementus nuo 93 iki 118. Visas atskleidimas: šis diapazonas apima keletą elementų, kurie labai retai sutinkami gamtoje, todėl beveik visada sukuriami laboratorijose, o tai pasakytina ir apie 43, 61, 85 ir 87 elementus.

6. 137 elementas

XX amžiaus viduryje garsus mokslininkas Richardas Feynmanas padarė rimtą pareiškimą, kuris sukrėtė viso pasaulio mokslininkus ir visam laikui laužė galvas. Jis sakė, kad jei kada nors atrasime elementą 137, neturėtume galimybės kiekybiškai įvertinti jo protonų ir elektronų. Elementas 137 skiriasi tuo, kad tai yra subtilios medžiagos konstantos vertė, apibrėžiama kaip tikimybė, kad elektronas sugers . Teoriškai 137 elementas turėtų 137 elektronus ir 100 procentų tikimybę sugerti fotoną. Jo elektronai suktųsi šviesos greičiu. Dar beprotiškiau yra tai, kad elemento 139 elektronai, jei tokia medžiaga egzistuoja, turėtų suktis greičiau nei šviesos greitis.

Užteks fizikos? Pagalvokite apie tai ir jums bus įdomu (na, kaip ir skaityti apie elektronus). 137 elementas teoriškai galėtų sujungti tris svarbias fizikos dalis: šviesos greitį, kvantinę mechaniką ir elektromagnetizmą. Nuo 1900-ųjų pradžios fizikai iškėlė teoriją, kad 137 elementas gali būti Didžiosios vieningos teorijos, galinčios sujungti visus tris pirmiau minėtus laukus, pagrindas. Apskritai tai skamba taip beprotiškai kaip 51 sritis su ateiviais ar Bermudų trikampis.

5. Kuo vardas neįprastas?

Beveik visi elementų pavadinimai turi daugiau prasmės ir reikšmės, nei galite įsivaizduoti. Jie parenkami atsitiktinai. Pavyzdžiui, elementą pavadintume pirmu į galvą atėjusiu žodžiu. "Kerflumpas". Taip gerai.

Be to, elementų pavadinimai kilo iš vienos iš penkių pagrindinių kategorijų. Vienas iš jų – žinomų mokslininkų vardai, klasikinis pavyzdys – Einsteinium. Elementai taip pat gali būti pavadinti pagal vietas, kur jie yra dokumentuojami, pavyzdžiui, germanis, americis, galis ir pan. Vardų parinktys apima dangaus kūnų, pvz., planetų, pavadinimus. Uranas pirmą kartą buvo atrastas netrukus po Urano planetos atradimo. Elementai gali gauti pavadinimus iš mitologijos: pavyzdžiui, yra titanas pagal graikų titanus ir toris pagal skandinavų griaustinio dievą arba Žvaigždė Keršytojas, kuris jums labiau patinka.

Galiausiai yra pavadinimų, apibūdinančių elementų savybes. Argonas kilęs iš graikų kalbos žodžio argos, kuris reiškia „tinginys“ arba „neaktyvus“. Dabar nuspręsite, kad argonas yra pats tingiausias elementas. Ei, argonai, eik į darbą. Bromas yra dar vienas toks pavadinimas iš graikų kalbos žodžio bromos, kuris reiškia „smarvė“, kuris labai tiksliai apibūdina baisų bromo kvapą.

4. Vargu ar tai buvo įkvėpimas

Jei gerai mokate kortas, tai šis faktas skirtas tik jums. Mendelejevui reikėjo kažkaip surūšiuoti visus elementus, ir tam jam reikėjo sistemingo požiūrio. Natūralu, kad norėdamas suskirstyti lentelę į kategorijas, jis pasuko pasjanso žaidimu. Mendelejevas ant atskirų kortelių užrašė kiekvieno elemento atominį svorį ir pradėjo, galima sakyti, pašėlusį pasjanso žaidimą. Jis sudėliojo elementus pagal konkrečias savybes, kurios suformavo „kostiumo“ tipą. Tada jis sugebėjo suskirstyti šiuos elementus į stulpelius pagal jų atominį svorį.

Daugelis iš mūsų sunkiai įveikia įprasto pasjanso žaidimo lygius, todėl šis vaikinas, būdamas 1000 lygio žaidėju, yra labai įspūdingas. Kas toliau? Ar kas nors imsis šachmatų, kad pakeistų astrofiziką ir sukurtų raketą, galinčią nukeliauti iki galaktikos krašto ir atgal, išlikdama visiškai stabili? Tai visiškai įmanoma, jei toks beprotiškas profesorius kaip Mendelejevas kortų žaidimo pagalba sugebėjo susisteminti kažką didžiulio.

3. "Ne" inertinėms dujoms

Nuotrauka: Wikimedia

Prisiminkite, kaip mes priskyrėme argoną prie tingiausių ir nuobodžiausių elementų Visatos istorijoje? Mendelejevas jautė kažką panašaus. Kai 1894 m. pirmą kartą buvo išskirtas argonas, jis netilpo į nė vieną naujosios lentelės stulpelį, todėl, užuot radęs būdą papildyti, mokslininkas nusprendė paneigti šio elemento egzistavimą.

Dar labiau stebina tai, kad argonas nėra vienintelis nelaimingas elementas, ištikęs panašų likimą. Nustatyta, kad egzistuoja dar penki elementai, kaip ir neklasifikuotas argonas. Tiesiog kažkokia elementų diskriminacija. Anekdotai, radonas, neonas, kriptonas, helis, ksenonas – jų egzistavimas buvo paneigtas tik todėl, kad Mendelejevas nerado jiems vietos lentelėje. Po daugelio metų perkonfigūravimo ir perklasifikavimo šie laimingi elementai (vadinami tauriosiomis dujomis) galėjo patekti į elitinį klubą, pavadintą „Egzistuojantys elementai“.

2. Romantiški ryšiai

Šis faktas skirtas jums, romantikai. Jei paimsite popierinę periodinės lentelės kopiją ir iškirpsite vidurinius stulpelius, gausite periodinę lentelę, kurioje nėra elementų. Sulenkite jį vieną kartą IV grupės viduryje, ir jūs turite jį – sužinojote, kurie elementai gali sudaryti junginius tarpusavyje.

„Bučiuojami“ elementai sudaro stabilius junginius. Jie turi papildomas elektronines struktūras, leidžiančias jas sujungti. Jei tai nėra tikra meilė kaip Romeo ir Džuljeta ar net Šrekas ir Fiona, kas tai?

1. Anglis yra pagrindinė

Anglis nori būti svarbiausias dalykas. Manote, kad žinote viską apie anglį, bet ne. Šis blogas berniukas gali daugiau, nei jūs kada nors manėte. Ar žinojote, kad daugiau junginių turi anglies nei neturi? O tai, kad 20% gyvų organizmų svorio sudaro anglis? Dar keisčiau yra tai, kad kiekvienas jūsų kūno anglies atomas kažkada buvo dalis atmosferoje esančio anglies dioksido dalies. Anglis yra ne tik praktiškai superelementas, bet ir ketvirtas pagal gausumą elementas visoje Visatoje.

Jei periodinė lentelė būtų vakarėlis, norėtumėte būti joje šalia anglies. Atrodo, kad šis elementas tikrai moka linksmintis. Tai taip pat yra pagrindinis deimantų elementas, todėl pridėkite šiek tiek blizgesio į jo nuostabių savybių sąrašą.