Sebatian kimia yang paling menarik. Salah satu cara menggunakan hidrogen sulfida. Dalam kes apakah etil alkohol boleh berfungsi sebagai penawar?

Kelab bola sepak Amkar dari Perm menerima namanya daripada singkatan dua bahan kimia - ammonia dan urea, kerana ia adalah produk utama OJSC " Baja mineral", yang mencipta kelab itu.

Jika kelikatan cecair hanya bergantung pada sifat dan suhunya, seperti air, cecair tersebut dipanggil Newtonian. Jika kelikatan juga bergantung kepada kecerunan halaju, ia dipanggil bukan Newtonian. Cecair tersebut berkelakuan seperti pepejal apabila daya mengejut dikenakan. Contohnya ialah sos tomato dalam botol, yang tidak akan mengalir melainkan anda menggoncang botol. Contoh lain ialah penggantungan tepung jagung dalam air. Jika anda menuangkannya ke dalam bekas besar, anda boleh berjalan di atasnya jika anda menggerakkan kaki anda dengan cepat dan menggunakan daya yang cukup pada setiap pukulan.

Penyelidikan Ernest Rutherford adalah terutamanya dalam bidang fizik dan pernah menyatakan bahawa "semua sains boleh dibahagikan kepada dua kumpulan - fizik dan pengumpulan setem." Walau bagaimanapun, beliau telah dianugerahkan Hadiah Nobel dalam bidang kimia, yang mengejutkan beliau dan saintis lain. Selepas itu, dia menyedari bahawa daripada semua transformasi yang dia dapat perhatikan, "yang paling tidak dijangka ialah perubahan dirinya daripada seorang ahli fizik kepada seorang ahli kimia."

Sejak 1990-an, terdapat panggilan yang kerap di laman web dan senarai mel untuk mengharamkan penggunaan dihidrogen monoksida. Mereka menyenaraikan pelbagai bahaya yang disebabkan oleh bahan ini: ia adalah komponen utama hujan asid, mempercepatkan kakisan logam, boleh menyebabkan litar pintas, dll. Walaupun bahaya, bahan itu digunakan secara aktif sebagai pelarut industri, bahan tambahan kepada produk makanan, di loji tenaga nuklear, dan perusahaan membuangnya dalam kuantiti yang banyak ke dalam sungai dan laut. Jenaka ini - selepas semua, dihidrogen monoksida tidak lebih daripada air - sepatutnya mengajar persepsi kritikal terhadap maklumat. Pada tahun 2007, seorang ahli parlimen New Zealand membelinya. Dia menerima surat serupa daripada konstituen dan memajukannya kepada kerajaan, menuntut bahan kimia berbahaya itu diharamkan.

Strawberi aldehid dari segi kimia organik bukan aldehid, tetapi etil eter. Juga, bahan ini tidak terkandung dalam strawberi, tetapi hanya menyerupai mereka dalam baunya. Bahan itu menerima namanya pada abad ke-19, apabila analisis kimia belum begitu tepat.

Platinum secara literal bermaksud "perak" dalam bahasa Sepanyol. Nama hina yang diberikan kepada logam ini oleh para penakluk dijelaskan oleh sifat refraktori luar biasa platinum, yang tidak dapat dicairkan, tidak digunakan untuk masa yang lama dan dinilai separuh daripada perak. Sekarang di bursa dunia, platinum adalah kira-kira 100 kali lebih mahal daripada perak.

Bau tanah basah yang kita hidu selepas hujan adalah bahan organik geosmin, yang dihasilkan oleh cyanobacteria dan actinobacteria yang hidup di permukaan bumi.

Banyak unsur kimia dinamakan sempena negara atau ciri geografi lain. Empat unsur sekaligus - yttrium, ytterbium, terbium dan erbium - dinamakan sempena perkampungan Ytterby di Sweden, berhampiran tempat deposit besar logam nadir bumi ditemui.

Apabila mineral kobalt yang mengandungi arsenik dibakar, arsenik oksida yang tidak menentu dan toksik dibebaskan. Bijih yang mengandungi mineral ini diberi nama semangat gunung Kobold oleh pelombong. Norse kuno mengaitkan keracunan pelebur semasa pencairan perak dengan helah ini. semangat jahat. Kobalt logam itu sendiri dinamakan sempena namanya.

Burung kenari sangat sensitif terhadap kandungan metana di udara. Ciri ini pernah digunakan oleh pelombong yang, pergi ke bawah tanah, membawa bersama mereka sangkar dengan kenari. Sekiranya nyanyian tidak didengari untuk masa yang lama, maka perlu naik ke tingkat atas secepat mungkin.

Antibiotik ditemui secara tidak sengaja. Alexander Fleming meninggalkan tabung uji yang mengandungi bakteria staphylococcus tanpa pengawasan selama beberapa hari. Koloni kulat acuan tumbuh di dalamnya dan mula memusnahkan bakteria, dan kemudian Fleming mengasingkan bahan aktif - penisilin.

Burung hering Turki mempunyai deria bau yang sangat tajam; mereka terhidu terutamanya ethanethiol, gas yang dilepaskan apabila mayat haiwan reput. Etanethiol yang dihasilkan secara tiruan ditambah kepada gas asli, yang dengan sendirinya tidak berbau, supaya kita dapat menghidu gas yang bocor dari penunu yang tidak bertutup. Di kawasan berpenduduk jarang di Amerika Syarikat, jurutera pemeriksaan kadangkala mengesan kebocoran pada saluran paip utama dengan tepat oleh burung hering ayam belanda, tertarik dengan bau biasa mereka.

Orang Amerika Charles Goodyear secara tidak sengaja menemui resipi untuk membuat getah yang tidak lembut dalam panas dan tidak rapuh dalam kesejukan. Dia tersilap memanaskan campuran getah dan sulfur dapur dapur(menurut versi lain, dia tinggalkan sampel getah dekat dapur). Proses ini dipanggil pemvulkanan.

Fakta menarik dalam kimia dan banyak lagi...

Penemuan rawak

Nakhodka

Pada tahun 1916, silinder keluli terlupa yang mengandungi karbon monoksida CO termampat ditemui di Kilang Baden Aniline-Soda di Jerman. Apabila bekas dibuka, di bahagian bawah terdapat kira-kira 500 ml cecair berminyak kuning dengan bau ciri dan mudah terbakar di udara. Cecair dalam silinder adalah pentakarbonil besi, secara beransur-ansur terbentuk di bawah tekanan yang meningkat akibat tindak balas

Fe + 5CO = .

Penemuan itu menandakan permulaan kaedah perindustrian untuk pengeluaran karbonil logam - sebatian kompleks dengan sifat yang menakjubkan.

Argon

Pada tahun 1894, ahli fizik Inggeris Lord Rayleigh terlibat dalam menentukan ketumpatan gas yang membentuk udara atmosfera. Apabila Rayleigh mula mengukur ketumpatan sampel nitrogen yang diperoleh daripada udara dan daripada sebatian nitrogen, ternyata nitrogen yang diasingkan daripada udara adalah lebih berat daripada nitrogen yang diperoleh daripada ammonia.

Rayleigh bingung dan mencari punca percanggahan itu. Lebih daripada sekali dia berkata dengan kepahitan bahawa dia "tertidur kerana masalah nitrogen." Walau bagaimanapun, dia dan ahli kimia Inggeris Ramsay berjaya membuktikan bahawa nitrogen atmosfera mengandungi campuran gas lain - argon Ar. Oleh itu, gas pertama daripada kumpulan gas mulia (lengai), yang tidak mempunyai tempat dalam Jadual Berkala, pertama kali ditemui.

Clathrates

Suatu ketika dahulu, saluran paip gas asli meletup di salah satu wilayah di Amerika Syarikat. Ini berlaku pada musim bunga pada suhu udara 15°C. Di tapak saluran paip pecah, bahan putih yang serupa dengan salji ditemui di dalamnya, dengan bau gas yang diangkut. Ternyata pecah itu disebabkan oleh penyumbatan saluran paip dengan sambungan baru gas asli komposisi C n H 2 n +2 (H 2 O) x, kini dipanggil sebatian kemasukan, atau klatrat. Gas itu tidak dikeringkan dengan sempurna, dan air memasuki interaksi antara molekul dengan molekul hidrokarbon, membentuk produk pepejal - clathrate. Kisah ini memulakan perkembangan kimia klatrat, yang merupakan kerangka kristal molekul air atau pelarut lain, di dalam rongga yang mengandungi molekul hidrokarbon.

Fosforus

Pada tahun 1669, askar-alkimia Honnig Brand, untuk mencari "batu ahli falsafah," menyejat air kencing askar. Dia menambah arang pada sisa kering dan mula mengalsinasikan campuran. Dengan terkejut dan ketakutan, dia melihat cahaya kebiruan kehijauan muncul di dalam kapalnya. "Api saya" - inilah yang dipanggil oleh Brand sebagai cahaya sejuk wap yang ditemuinya fosforus putih. Sehingga akhir hayatnya, Brand tidak tahu bahawa dia telah menemui unsur kimia baru, dan tidak ada idea tentang unsur kimia pada masa itu.

Serbuk hitam

Menurut satu lagenda, yang berasal dari Freiburg, Konstantin Unklitzen, juga dikenali sebagai sami Berthold Schwarz, pada tahun 1313, untuk mencari "batu ahli falsafah," saltpeter campuran (kalium nitrat KNO 3), sulfur dan arang batu dalam mortar. Hari sudah senja dan untuk menyalakan lilin, dia mengeluarkan percikan api dari batu api. Percikan api secara tidak sengaja jatuh ke dalam mortar. Terdapat kilat yang kuat menghasilkan asap putih tebal. Beginilah cara serbuk hitam ditemui. Berthold Schwartz tidak mengehadkan dirinya kepada pemerhatian ini. Dia meletakkan campuran di dalam bekas besi tuang, menyumbat lubang dengan penyumbat kayu, dan meletakkan batu di atasnya. Kemudian dia mula memanaskan bekas itu. Campuran itu menyala, gas yang terhasil mengeluarkan palam dan membuang batu yang menembusi pintu bilik. Jadi, sebagai tambahan kepada serbuk mesiu, seorang ahli alkimia Jerman secara tidak sengaja "mencipta" "meriam" pertama.

Klorin

Ahli kimia Sweden Scheele pernah mengkaji kesan pelbagai asid pada pirolusit mineral (mangan dioksida MnO 2). Suatu hari dia mula memanaskan mineral dengan asid hidroklorik HCl dan mencium bau ciri "regia vodka":

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

Scheele mengumpul gas kuning-hijau yang menyebabkan bau ini, mengkaji sifatnya dan memanggilnya "asid hidroklorik dephlogisticated" atau "asid hidroklorik oksida." Kemudian ternyata bahawa Scheele telah menemui unsur kimia baru, klorin Cl.

Sakarin

Pada tahun 1872, seorang pendatang muda Rusia, Fahlberg, bekerja di makmal Profesor Air Remsen (1846-1927) di Baltimore (AS). Kebetulan selepas selesai sintesis beberapa derivatif luenesulfamide C 6 H 4 (SO 2) NH 2 (CH 3), Fahlberg pergi ke ruang makan, terlupa untuk mencuci tangannya. Semasa makan tengah hari, dia merasakan rasa manis di mulutnya. Ini menarik minatnya... Dia bergegas ke makmal dan mula memeriksa semua reagen yang dia gunakan dalam sintesis. Antara sisa dalam mangkuk longkang, Fahlberg menemui produk sintesis perantaraan yang telah dibuangnya sehari sebelumnya, yang sangat manis. Bahan itu dipanggil sakarin, dan nama kimianya ialah asid o-sulfobenzoik imida C 6 H 4 (SO 2) CO (NH). Sakarin dibezakan oleh rasa manis yang luar biasa. Kemanisannya 500 kali ganda daripada gula biasa. Sakarin digunakan sebagai pengganti gula untuk pesakit diabetes.

Iodin dan kucing

Rakan Courtois, yang menemui unsur kimia baru iodin, memberitahu butiran menarik tentang penemuan ini. Courtois mempunyai kucing kegemaran, yang biasanya duduk di bahu pemiliknya semasa makan tengah hari. Courtoi sering makan tengah hari di makmal. Pada suatu hari semasa makan tengah hari, kucing itu, yang ketakutan dengan sesuatu, melompat ke lantai, tetapi berakhir di atas botol yang berdiri berhampiran meja makmal. Dalam satu botol, Courtoi menyediakan untuk eksperimen itu penggantungan abu alga dalam etanol C 2 H 5 OH, dan dalam satu lagi terdapat asid sulfurik pekat H 2 SO 4. Botol pecah dan cecair bercampur. Awan wap biru-ungu mula naik dari lantai, yang mengendap pada objek sekeliling dalam bentuk kristal hitam-ungu kecil dengan kilauan logam dan bau yang menyengat. Ia adalah unsur kimia baru, iodin. Oleh kerana abu beberapa alga mengandungi natrium iodida NaI, pembentukan iodin dijelaskan oleh tindak balas berikut:

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

Amethyst

Ahli geokimia Rusia E. Emlin pernah berjalan dengan seekor anjing di sekitar Yekaterinburg. Di rumput tidak jauh dari jalan raya, dia melihat sebuah batu yang tidak kelihatan. Anjing itu mula menggali tanah berhampiran batu itu, dan Emlin mula membantunya dengan kayu. Dengan usaha bersama mereka menolak batu itu keluar dari tanah. Di bawah batu itu terdapat taburan kristal batu permata amethyst. Sekumpulan ahli geologi yang tiba di tempat ini pada hari pertama mengekstrak ratusan kilogram mineral ungu.

Dinamit

Pada suatu hari, botol-botol nitrogliserin, bahan letupan yang kuat, diangkut dalam kotak yang diisi dengan batu berliang yang dipanggil tanah infusor, atau bumi diatom. Ini adalah perlu untuk mengelakkan kerosakan pada botol semasa pengangkutan, yang sentiasa membawa kepada letupan nitrogliserin. Dalam perjalanan, salah satu botol itu pecah, tetapi tidak ada letupan. Tanah diatom menyerap semua cecair yang tertumpah seperti span. Pemilik kilang nitrogliserin, Nobel, menarik perhatian bukan sahaja kepada ketiadaan letupan, tetapi juga kepada fakta bahawa kieselguhr menyerap hampir tiga kali ganda jumlah nitrogliserin berbanding dengan beratnya sendiri. Selepas menjalankan eksperimen, Nobel mendapati bahawa bumi diatom yang diresapi dengan nitrogliserin tidak meletup pada hentaman. Letupan berlaku hanya daripada letupan peledak. Ini adalah bagaimana dinamit pertama diperolehi. Tempahan untuk pengeluarannya mencurah-curah kepada Nobel dari semua negara.

Tripleks

Pada tahun 1903, ahli kimia Perancis Edouard Benedictus (1879-1930) semasa salah satu karyanya secara tidak sengaja menjatuhkan kelalang kosong di atas lantai. Terkejutnya, kelalang itu tidak pecah, walaupun dindingnya dipenuhi banyak keretakan. Sebab kekuatan ternyata adalah filem larutan kolodion, yang sebelum ini disimpan dalam kelalang. Kolodion ialah larutan selulosa nitrat dalam campuran etanol C 2 H 5 OH dengan etil eter (C 2 H 5) 2 O. Selepas penyejatan pelarut, selulosa nitrat kekal dalam bentuk filem lutsinar.

Insiden itu memberi Benedictus idea tentang kaca yang tidak boleh pecah. Melekatkan dua helaian di bawah tekanan sedikit kaca biasa dengan spacer collodion, dan kemudian tiga helaian dengan spacer seluloid, ahli kimia menerima kaca keselamatan "tripleks" tiga lapisan. Mari kita ingat bahawa seluloid adalah plastik lutsinar yang diperoleh daripada kolodion, yang ditambah dengan plasticizer, kapur barus.

Karbonil pertama

Pada tahun 1889, makmal Mond mencatatkan warna terang nyalaan apabila membakar campuran gas yang terdiri daripada hidrogen H2 dan karbon monoksida CO, apabila campuran ini disalurkan melalui tiub nikel atau injap nikel. Kajian menunjukkan bahawa punca pewarnaan nyalaan adalah kehadiran bendasing yang meruap dalam campuran gas. Kekotoran diasingkan dengan membekukan dan dianalisis. Ternyata ia adalah nikel tetrakarbonil. Beginilah cara karbonil logam pertama dari keluarga besi ditemui.

Elektrotaip

Pada tahun 1836, ahli fizik dan jurutera elektrik Rusia Boris Semenovich Jacobi, (1801-1874) menjalankan elektrolisis konvensional larutan akueus kuprum sulfat CuSO 4 dan melihat salutan kuprum nipis terbentuk pada salah satu elektrod kuprum:

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

Membincangkan fenomena ini, Jacobi mendapat idea tentang kemungkinan membuat salinan tembaga apa-apa perkara. Ini adalah bagaimana perkembangan galvanoplasty bermula. Pada tahun yang sama, buat pertama kalinya di dunia, Jacobi menghasilkan klise untuk mencetak wang kertas kertas menggunakan pertumbuhan elektrolitik tembaga. Kaedah yang dicadangkannya tidak lama kemudian merebak ke negara lain.

Letupan yang tidak dijangka

Pada suatu hari, di gudang kimia, dua botol diisopropil eter yang terlupa ditemui - cecair tidak berwarna (CH 3) 2 СНСОН (СН 3) 2 dengan takat didih 68 0 C. Mengejutkan ahli kimia, di bahagian bawah daripada botol itu terdapat jisim kristal yang serupa dengan kapur barus. Kristal kelihatan tidak berbahaya. Salah seorang ahli kimia menuang cecair ke dalam sinki dan cuba melarutkan mendakan kristal dengan air, tetapi dia gagal. Kemudian botol-botol yang tidak boleh dicuci dibawa ke tapak pelupusan sampah bandar tanpa sebarang langkah berjaga-jaga. Dan kemudian seseorang melemparkan batu ke arah mereka. Letupan kuat diikuti, sama dengan kuasa letupan nitrogliserin. Selepas itu, ternyata sebatian polimer peroksida terbentuk dalam eter hasil daripada pengoksidaan perlahan - agen pengoksidaan yang kuat, bahan mudah terbakar dan meletup.

Darah tiruan

Ahli kimia William-Mansfield Clark (1884-1964) dari Kolej Perubatan Alabama (AS), setelah memutuskan untuk menenggelamkan seekor tikus yang ditangkap, menjunamnya dengan tergesa-gesa ke dalam bikar minyak silikon pertama yang menarik perhatiannya, berdiri di atas meja makmal. Terkejutnya, tikus itu tidak tercekik, tetapi menghirup cecair selama hampir 6 jam. Ternyata minyak silikon tepu dengan oksigen untuk beberapa jenis eksperimen. Pemerhatian ini berfungsi sebagai permulaan kerja pada penciptaan "cecair pernafasan" dan darah tiruan. Minyak silikon ialah polimer organosilikon cecair yang mampu melarutkan dan mengekalkan sehingga 20% oksigen. Udara diketahui mengandungi 21% oksigen. Oleh itu, minyak silikon memastikan aktiviti penting tikus untuk beberapa lama. Jumlah oksigen yang lebih besar (lebih daripada 1 liter seliter cecair) diserap oleh perfluorodecalin C 10 F 18, digunakan sebagai darah tiruan.

Juga clathrate

Pada tahun 1811, ahli kimia Inggeris Davy mengalirkan gas klorin melalui air yang disejukkan ke OºC untuk membersihkannya daripada kekotoran hidrogen klorida. Walaupun begitu diketahui bahawa keterlarutan HCl dalam air meningkat secara mendadak dengan penurunan suhu. Davy terkejut melihat kristal kuning-hijau di dalam kapal. Dia tidak pernah dapat menentukan sifat kristal. Hanya pada abad kita terbukti bahawa kristal yang diperolehi oleh Davy mempunyai komposisi Cl 2 ∙ (7 + x)H 2 O dan merupakan sebatian kemasukan bukan stoikiometrik, atau klatrat. Dalam klatrat, molekul air membentuk sangkar pelik, tertutup pada sisi dan termasuk molekul klorin. Pemerhatian peluang Davy menandakan permulaan kimia clathrates, yang mempunyai pelbagai aplikasi praktikal.

Ferosen

Kilang penapisan minyak telah lama menyedari pembentukan salutan kristal merah dalam saluran paip besi apabila penyulingan petroleum yang mengandungi siklopentadiena C5H6 disalurkan melaluinya pada suhu tinggi. Jurutera hanya terganggu dengan keperluan pembersihan tambahan saluran paip. Salah seorang jurutera yang paling ingin tahu menganalisis kristal merah dan mendapati bahawa ia adalah sebatian kimia baru, yang diberi nama remeh ferrocene, nama kimia bahan ini ialah | besi bis-cyclopentadienyl(II). Punca kakisan paip besi di loji juga menjadi jelas. Dia mempunyai reaksi

C 5 H 6 + Fe = + H 2

Fluoroplastik

Bahan polimer pertama yang mengandungi fluorin, yang dikenali di negara kita sebagai fluoroplastik, dan di Amerika Syarikat sebagai Teflon, diperoleh secara tidak sengaja. Suatu hari di makmal ahli kimia Amerika R. Plunkett pada tahun 1938, gas berhenti mengalir dari silinder yang diisi dengan tetrafluoroethylene CF 2 CF 2 . Plunkett membuka injap sepanjang jalan, membersihkan lubang dengan wayar, tetapi gas tidak keluar. Kemudian dia menggoncang belon itu dan merasakan bahawa bukannya gas terdapat sejenis bahan pepejal di dalamnya. Bekas itu dibuka dan serbuk putih tertumpah keluar. Ia adalah polimer - polytetrafluoroethylene, dipanggil Teflon. Tindak balas pempolimeran berlaku dalam belon

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

Teflon tahan terhadap semua asid yang diketahui dan campurannya, dan terhadap tindakan larutan akueus dan bukan akueus bagi hidroksida logam alkali. Ia boleh menahan suhu dari -269 hingga +200°C.

Urea

Pada tahun 1828, ahli kimia Jerman Wöhler cuba mendapatkan kristal ammonium sianat HH 4 NCO. Dia melepasi ammonia melalui larutan akueus asid sianik HNCO mengikut tindak balas

HNCO + NH 3 = NH 4 NCO.

Wöhler menyejat larutan yang terhasil sehingga kristal tidak berwarna terbentuk. Bayangkan dia terkejut apabila analisis kristal menunjukkan bahawa dia tidak memperoleh ammonium sianat, tetapi urea (NH 2) 2 CO yang terkenal, kini dipanggil urea. Sebelum Wöhler, urea hanya diperoleh daripada air kencing manusia. Seorang dewasa mengeluarkan kira-kira 20 g urea dalam air kencing setiap hari. Bagi Wöhler, tiada seorang pun ahli kimia pada masa itu percaya bahawa bahan organik boleh diperolehi di luar organisma hidup. Adalah dipercayai bahawa bahan organik hanya boleh terbentuk dalam organisma hidup di bawah pengaruh "daya vital". Apabila Wöhler memberitahu ahli kimia Sweden Berzelius tentang sintesisnya, dia menerima jawapan berikut daripadanya: “...Dia yang memulakan keabadian dalam air kencing mempunyai sebab untuk melengkapkan laluannya ke syurga dengan bantuan objek yang sama.. .”

Sintesis Wöhler membuka jalan yang luas untuk penghasilan banyak bahan organik daripada bahan bukan organik. Tidak lama kemudian didapati bahawa apabila dipanaskan atau dilarutkan dalam air, ammonium sianat bertukar menjadi urea:

NH 4 NCO = (NH 2) 2 CO.

Tsinkal

Sudah dalam abad kita, salah seorang ahli metalurgi menghasilkan aloi aluminium A1 dengan 22% zink Zn, yang dipanggilnya zink. Untuk mengkaji sifat mekanikal zink, ahli metalurgi membuat plat daripadanya dan tidak lama kemudian melupakannya, sibuk menghasilkan aloi lain. Semasa salah satu eksperimen, untuk melindungi mukanya daripada sinaran haba penunu, dia memagarnya dengan plat zink yang ada di tangan. Pada penghujung kerja, ahli metalurgi itu terkejut apabila mendapati plat itu telah memanjang lebih daripada 20 kali ganda tanpa sebarang tanda kemusnahan. Beginilah cara sekumpulan aloi superplastik ditemui. Suhu ubah bentuk superplastik zink ternyata sama dengan 250°C, jauh lebih rendah daripada suhu lebur. Pada 250°C, plat zink secara literal mula mengalir di bawah pengaruh graviti tanpa bertukar menjadi keadaan cecair.

Penyelidikan telah menunjukkan bahawa aloi superplastik dibentuk oleh butiran yang sangat halus. Apabila dipanaskan di bawah beban yang sangat kecil, plat memanjang disebabkan oleh pertambahan bilangan butiran di sepanjang arah regangan dan pada masa yang sama mengurangkan bilangan butiran dalam arah melintang.

Benzena

Pada tahun 1814, lampu gas muncul di London. Gas penerang disimpan dalam silinder besi di bawah tekanan. Pada malam musim panas pencahayaan adalah normal, tetapi pada musim sejuk, semasa sejuk melampau, ia malap. Atas sebab tertentu gas tidak menghasilkan cahaya terang.

Pemilik loji gas meminta bantuan ahli kimia Faraday. Faraday mendapati bahawa pada musim sejuk sebahagian daripada gas penerang terkumpul di bahagian bawah silinder dalam bentuk cecair lutsinar dengan komposisi C6H6. Dia memanggilnya "hidrogen berkarburator." Ia adalah benzena yang kini terkenal. Kehormatan untuk menemui benzena kekal dengan Faraday. Nama "benzena" diberikan kepada bahan baru oleh ahli kimia Jerman Liebig.

Tin putih dan kelabu

Ekspedisi kedua dan terakhir pengembara Inggeris Robert Falcon Scott pada tahun 1912 ke Kutub Selatan berakhir dengan tragis. Pada Januari 1912, Scott dan empat rakannya sampai ke Kutub Selatan dengan berjalan kaki dan mendapati dari khemah dan nota yang ditinggalkan bahawa Kutub Selatan telah ditemui oleh ekspedisi Amundsen hanya empat minggu sebelum itu. Dengan kekecewaan mereka berangkat dalam perjalanan pulang dalam keadaan beku yang sangat teruk. Di pangkalan perantaraan di mana bahan api disimpan, mereka tidak menemuinya. Kanister besi dengan minyak tanah ternyata kosong, kerana mereka mempunyai "seseorang membuka jahitan" yang sebelum ini telah dimeterai dengan timah. Scott dan rakan-rakannya terkaku berhampiran kanister yang tidak dimeteraikan.

Oleh itu, dalam keadaan tragis, didapati bahawa timah di suhu rendah pergi ke satu lagi pengubahsuaian polimorfik, digelar "walah timah". Peralihan kepada pengubahsuaian suhu rendah disertai dengan perubahan timah biasa menjadi debu. Tin putih, atau β-Sn, yang digunakan untuk mengelak kanister bertukar menjadi tin berdebu kelabu, atau α-Sn. Kematian menimpa Scott dan rakan-rakannya hanya 15 km dari tempat bahagian utama ekspedisi, termasuk dua orang Rusia, Girev dan Omelchenko, sedang menunggu mereka.

Helium

Pada tahun 1889, ahli kimia Inggeris D. Matthews merawat kleveit mineral dengan asid sulfurik yang dipanaskan H 2 SO 4 dan terkejut melihat pembebasan gas yang tidak diketahui yang tidak terbakar dan tidak menyokong pembakaran. Ia ternyata helium He. Mineral kleveit, yang jarang ditemui di alam semula jadi, adalah pelbagai mineral uraninit dengan komposisi UO 2. Ia adalah mineral yang sangat radioaktif yang memancarkan zarah alfa, nukleus atom helium. Dengan melekatkan elektron, mereka bertukar menjadi atom helium, yang kekal tertanam dalam kristal mineral dalam bentuk gelembung kecil. Apabila ia dirawat dengan asid sulfurik, tindak balas berlaku

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

Uranium dioksida UO 2 masuk ke dalam larutan dalam bentuk uranil sulfat (UO 2) SO 4, dan Dia dilepaskan dan dibebaskan sebagai gas bersama sulfur dioksida SO 2. Terdapat banyak He dalam mineral torianit, torium dan uranium dioksida (Th,U)O 2: 1 liter torianit apabila dipanaskan hingga 800°C membebaskan hampir 10 liter He.

Pada tahun 1903, sebuah syarikat minyak sedang mencari minyak di Kansas (AS). Pada kedalaman kira-kira 100 m, dia menemui lapisan gas, yang memberikan air pancutan gas. Yang sangat hairan pekerja minyak, gas tidak terbakar. Ia juga helium.

Ungu

Ensiklopedia Rom Marcus Terentius Varro (116-27 SM) menceritakan legenda dalam karyanya "Manusia dan Antikuiti Ilahi."

Pada suatu ketika, seorang penduduk kota Tirus Phoenicia sedang berjalan di sepanjang pantai dengan seekor anjing. Anjing itu, setelah menemui cangkerang kecil di antara kerikil, dibuang oleh ombak, menghancurkannya dengan giginya. Mulut anjing itu serta-merta bertukar merah dan biru. Beginilah cara pewarna semula jadi yang terkenal ditemui - ungu antik, yang juga dipanggil ungu Tyrian, ungu diraja. Pewarna ini digunakan untuk mewarnakan pakaian maharaja Rom Purba. Sumber ungu adalah moluska ungu pemangsa, yang memakan moluska lain, mula-mula memusnahkan cangkerangnya dengan asid yang dirembeskan oleh kelenjar air liur. Ungu diekstrak daripada kelenjar ungu vermilion. Warna cat telah dikenal pasti dengan pelbagai simbol pada masa lalu. Ungu adalah simbol maruah, kekuatan dan kuasa.

Pada tahun 1909, ahli kimia Jerman Paul Friedländer (1857-1923) memperoleh dibromyndigo 2 melalui sintesis kompleks dan membuktikan identitinya dengan ungu Mediterranean.

Sinaran uranium

Ahli fizik Perancis Becquerel mengkaji cahaya kristal tertentu, dipanggil fosfor, dalam gelap selepas ia sebelum ini disinari dengan cahaya matahari. Becquerel mempunyai koleksi fosforus yang besar, dan di antaranya ialah uranyl-potassium sulfate K 2 (UO 2)(SO 4) 2. Selepas penemuan sinar-X, Becquerel memutuskan untuk mengetahui sama ada fosfornya memancarkan sinar ini, menyebabkan plat fotografi yang ditutup dengan kertas legap hitam menjadi hitam. Dia membungkus plat fotografi dengan kertas sedemikian, dan di atasnya dia meletakkan fosforus ini atau itu, yang sebelum ini terdedah kepada matahari. Suatu hari pada tahun 1896, pada hari mendung, Becquerel, yang tidak dapat menahan uranil-kalium sulfat di bawah matahari, meletakkannya di atas pinggan berbalut dengan menjangkakan cuaca cerah. Atas sebab tertentu, dia memutuskan untuk membangunkan plat fotografi ini dan menemui di atasnya garis besar kristal berbaring. Ia menjadi jelas bahawa sinaran menembusi garam uranium U sama sekali tidak berkaitan dengan cahaya fosforus, bahawa ia wujud secara bebas daripada apa-apa.

Ini adalah bagaimana radioaktiviti semula jadi sebatian uranium dan kemudian torium Th ditemui. Pemerhatian Becquerel menjadi asas kepada Pierre dan Marie Curie untuk mencari unsur kimia baru yang lebih radioaktif dalam mineral uranium. Polonium dan radium yang mereka temui ternyata adalah hasil pereputan radioaktif atom uranium.

Litmus

Pernah ahli kimia Inggeris Boyle menyediakan infusi akueus lichen litmus. Botol di mana dia menyimpan infusi itu diperlukan untuk asid hidroklorik HCl. Selepas menuang infusi, Boyle menuang asid ke dalam kelalang dan terkejut apabila mendapati asid itu bertukar menjadi merah. Kemudian dia menambah beberapa titis infusi kepada larutan akueus natrium hidroksida NaOH dan melihat bahawa larutan itu bertukar menjadi biru. Ini adalah bagaimana penunjuk asid-bes pertama, dipanggil litmus, ditemui. Selepas itu, Boyle, dan kemudian penyelidik lain, mula menggunakan kepingan kertas yang direndam dalam penyerapan lichen litmus dan kemudian dikeringkan. Kertas litmus bertukar menjadi biru dalam larutan alkali dan merah dalam larutan berasid.

Penemuan Bartlett

Pelajar Kanada Neil Bartlett (b. 1932) memutuskan untuk membersihkan platinum heksafluorida PtF 6 daripada bromida dengan menyalurkan gas fluorin F 2 ke atasnya. Beliau percaya bahawa bromin Br 2 yang dilepaskan harus bertukar dengan kehadiran fluorin menjadi bromin trifluorida BrF 3 kuning muda, yang akan menjadi cecair apabila disejukkan:

NaBr + 2F 2 = NaF + BrF 3.

Sebaliknya, Bartlett melihat sorotan Kuantiti yang besar wap merah bertukar menjadi hablur merah pada bahagian sejuk peranti. Bartlet berjaya mencari jawapan kepada fenomena luar biasa ini hanya dua tahun kemudian. Platinum heksafluorida disimpan di udara untuk masa yang lama, dan, sebagai agen pengoksidaan yang sangat kuat, secara beransur-ansur berinteraksi dengan oksigen udara, membentuk kristal oren dioxygenyl hexafluoroplatinate:

O 2 + PtF 6 = O 2.

Kation O 2 + dipanggil kation dioxygenyl. Apabila dipanaskan dalam aliran fluorin, bahan ini menyublimkan dalam bentuk wap merah. Analisis fenomena rawak ini membawa Bartlett kepada kesimpulan tentang kemungkinan mensintesis sebatian gas mulia (lengai). Pada tahun 1961, Bartlett, sudah pun seorang profesor kimia, mencampurkan PtF 6 dengan xenon Xe, dan memperoleh sebatian gas mulia pertama - xenon hexafluoroplatinate Xe.

Fosgen

Pada tahun 1811, ahli kimia Inggeris Davy, lupa bahawa kapal itu sudah mengandungi karbon monoksida CO, gas tidak berwarna dan tidak berbau, memperkenalkan klorin C1 2 ke dalam kapal ini, yang dia ingin simpan untuk eksperimen yang dijadualkan pada hari berikutnya. Kapal yang tertutup itu terus berdiri di atas meja makmal berhampiran tingkap. Hari itu cerah dan cerah. Keesokan paginya, Davy melihat bahawa klorin di dalam kapal telah kehilangan warna kekuningan-hijaunya. Setelah membuka sedikit paip kapal, dia merasakan bau yang aneh, mengingatkan bau epal, jerami atau daun yang mereput. Davy memeriksa kandungan kapal itu dan membuktikan kehadiran bahan gas baru CC1 2 O, yang dia beri nama "phosgene," yang diterjemahkan dari bahasa Yunani bermaksud "dilahirkan dari cahaya." Nama moden CC1 2 O ialah karbon oksida diklorida. Tindak balas berlaku di dalam kapal yang terdedah kepada cahaya

CO + C1 2 = CC1 2 O.

Ini adalah bagaimana bahan beracun yang kuat tindakan toksik umum ditemui, yang digunakan secara meluas dalam Perang Dunia Pertama.

Keupayaan untuk menjangkiti badan secara beransur-ansur dalam kepekatan yang paling tidak penting menjadikan fosgen sebagai racun berbahaya tanpa mengira kandungannya di udara.

Pada tahun 1878, didapati bahawa fosgen terbentuk daripada campuran CO dan C1 2 dalam gelap, jika pemangkin, karbon teraktif, terdapat dalam campuran ini.

Apabila terdedah kepada air, fosgen secara beransur-ansur dimusnahkan dengan pembentukan karbonik H 2 CO 3 dan asid HCl hidroklorik:

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

Larutan berair kalium hidroksida KOH dan natrium hidroksida NaOH memusnahkan fosgen serta-merta:

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

Pada masa ini, fosgen digunakan dalam banyak sintesis organik.

Surik

Peristiwa ini berlaku lebih 3000 tahun dahulu. Artis Yunani terkenal Nicias sedang menunggu ketibaan kapur yang dipesannya dari pulau Rhodes di Laut Mediterranean. Sebuah kapal dengan cat tiba di pelabuhan Athens di Piraeus, tetapi kebakaran tiba-tiba berlaku di sana. Kapal Nikias turut dilalap api. Apabila api dipadamkan, Nikias yang kecewa menghampiri mayat kapal, antaranya dia melihat tong hangus. Daripada kapur, dia menemui sejenis bahan merah terang di bawah lapisan arang batu dan abu. Ujian Nikiya menunjukkan bahawa bahan ini adalah pewarna merah yang sangat baik. Oleh itu, kebakaran di pelabuhan Piraeus mencadangkan cara membuat cat baru, yang kemudiannya dipanggil plumbum merah. Untuk mendapatkannya, mereka mula mengkalsinasi plumbum putih atau karbonat plumbum asas di udara:

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

Minium ialah plumbum(IV)-dislead(II) tetroksida.

Batu api Döbereiner

Fenomena tindakan pemangkin platinum ditemui secara tidak sengaja. Ahli kimia Jerman Döbereiner bekerja pada kimia platinum. Dia memperoleh platinum yang sangat berliang (“platinum black”) dengan mengakalkan ammonium heksakloroplatinat (NH 4) 2:

(NH 4) 2 = Pt + 2NH 3 + 2Cl 2 + 2HCl.

Pada tahun 1823, semasa salah satu eksperimen, sekeping spongy platinum Pt menemui dirinya berhampiran peranti untuk menghasilkan hidrogen H2. Aliran hidrogen, bercampur dengan udara, mengenai platinum, hidrogen menyala dan terbakar. Döbereiner segera menghargai kepentingan penemuannya. Tiada perlawanan pada masa itu. Dia mereka bentuk peranti untuk menyalakan hidrogen, yang dipanggil "batu api Döbereiner," atau "mesin pencucuhan." Peranti ini tidak lama lagi dijual di seluruh Jerman.

Döbereiner menerima platinum dari Rusia dari Ural. Rakannya I.-V membantunya dengan ini. Goethe, menteri Kadipaten Weimar semasa pemerintahan Charles Augustus. Anak lelaki duke telah berkahwin dengan Maria Pavlovna, kakak kepada dua tsar Rusia - Alexander I dan Nicholas I. Ia adalah Maria Pavlovna yang merupakan perantara di Döbereiner menerima platinum dari Rusia.

Gliserin dan akrolein

Pada tahun 1779, ahli kimia Sweden Scheele menemui gliserol HOCH 2 CH(OH)CH 2 OH. Untuk mengkaji sifatnya, dia memutuskan untuk membebaskan bahan itu daripada campuran air. Setelah menambahkan bahan penyingkiran air kepada gliserin, Scheele mula menyaring gliserin. Setelah mempercayakan kerja ini kepada pembantunya, dia meninggalkan makmal. Apabila Scheele kembali, pembantu itu terbaring tidak sedarkan diri berhampiran meja makmal, dan terdapat bau tajam dan tajam di dalam bilik. Scheele merasakan matanya, kerana limpahan air mata, tidak lagi membezakan apa-apa. Dia cepat-cepat menarik pembantu itu keluar ke udara segar dan mengudarakan bilik. Hanya beberapa jam kemudian, pembantu Scheele hampir tidak sedarkan diri. Oleh itu, pembentukan bahan baru telah ditubuhkan - acrolein, yang diterjemahkan dari bahasa Yunani bermaksud "minyak pedas".

Tindak balas pembentukan akrolein dikaitkan dengan pemisahan dua molekul air daripada gliserol:

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

Akrolein mempunyai komposisi CH 2 (CH) CHO dan merupakan aldehid asid akrilik. Ia adalah cecair tidak berwarna, mendidih ringan, wapnya sangat merengsakan membran mukus mata dan saluran pernafasan dan mempunyai kesan toksik. Bau lemak dan minyak terbakar yang terkenal dan lilin tallow yang mati bergantung pada pembentukan akrolein dalam jumlah yang tidak ketara. Pada masa ini, akrolein digunakan secara meluas dalam penyediaan bahan polimer dan dalam sintesis pelbagai sebatian organik.

Karbon dioksida

Ahli kimia Inggeris Priestley mendapati bahawa haiwan mati dalam "udara rosak" (seperti yang dipanggil karbon dioksida CO 2). Bagaimana dengan tumbuhan? Dia meletakkan pasu kecil bunga di bawah loceng kaca dan meletakkan lilin yang menyala di sebelahnya untuk "merosakkan" udara. Tidak lama kemudian lilin itu padam kerana penukaran hampir lengkap oksigen di bawah hud kepada karbon dioksida:

C + O 2 = CO 2.

Priestley membawa topi dengan bunga dan lilin yang dipadamkan ke tingkap dan meninggalkannya sehingga keesokan harinya. Pada waktu pagi, dia terkejut apabila melihat bunga itu bukan sahaja tidak layu, tetapi satu lagi putik telah terbuka di dahan berhampiran. Bimbang, Priestley menyalakan lilin lain dan cepat-cepat membawanya ke bawah tudung dan meletakkannya di sebelah lilin pertama. Lilin itu terus menyala. Ke mana perginya "udara rosak" itu?

Oleh itu, buat pertama kalinya, keupayaan tumbuhan menyerap karbon dioksida dan membebaskan oksigen ditemui. Pada zaman Priestley mereka belum mengetahui komposisi udara, dan juga tidak mengetahui komposisi karbon dioksida.

Hidrogen sulfida dan sulfida

Ahli kimia Perancis Proust mengkaji kesan asid pada mineral semula jadi. Dalam sesetengah eksperimen, gas berbau yang menjijikkan, hidrogen sulfida H 2 S, sentiasa dilepaskan. Suatu hari, bertindak ke atas sfalerit mineral (zink sulfida ZnS) dengan asid hidroklorik HCl:

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

Proust perasan bahawa larutan akueus biru kuprum sulfat CuSO 4 dalam gelas berdekatan telah ditutup dengan filem coklat. Dia mengalihkan kaca dengan larutan biru itu lebih dekat ke kaca dari mana H 2 S dilepaskan, dan, tidak mempedulikan bau, mula mengacau larutan biru itu. Tidak lama kemudian warna biru itu hilang dan mendapan hitam muncul di bahagian bawah kaca. Analisis sedimen menunjukkan bahawa ia adalah sulfida tembaga:

CuSO 4 + H 2 S = CuS↓ + H 2 SO 4.

Oleh itu, nampaknya, pembentukan sulfida beberapa logam di bawah tindakan hidrogen sulfida pada garam mereka ditemui buat kali pertama.

Demam berlian

Deposit berlian di Brazil ditemui secara tidak sengaja. Pada tahun 1726, pelombong Portugis Bernard da Fonsena Labo di salah sebuah lombong emas melihat bahawa para pekerja sedang bermain kad! permainan menandakan markah menang atau kalah dengan berkilat batu lutsinar. Labo mengiktiraf mereka sebagai berlian. Dia mempunyai kekangan untuk menyembunyikan penemuannya. Dia mengambil beberapa batu terbesar daripada para pekerja. Bagaimanapun, semasa penjualan berlian di Eropah, Labo gagal menyembunyikan penemuannya. Ramai pencari berlian datang ke Brazil, dan "demam berlian" bermula. Begini cara deposit berlian ditemui di Afrika Selatan, yang kini membekalkan sebahagian besar daripadanya ke pasaran antarabangsa. Pada tahun 1867, John O'Relly, seorang saudagar dan pemburu, berhenti bermalam di ladang orang Belanda Van Niekerk, yang berdiri di tebing sungai. Vaal. Perhatiannya terarah pada kerikil lutsinar yang sedang dimainkan oleh kanak-kanak itu. "Ia kelihatan seperti berlian," kata O'Relly. Van Niekerk ketawa: "Anda boleh ambil sendiri, terdapat banyak batu seperti itu di sini!" Di Cape Town, O'Relly memutuskan daripada tukang emas bahawa ia sememangnya berlian dan menjualnya dengan harga $3,000. Penemuan O'Relly telah diketahui secara meluas, dan ladang Van Niekerk benar-benar koyak, mengganggu seluruh kawasan untuk mencari berlian.

Kristal boron

Ahli kimia Perancis Sainte-Clair-Deville, bersama-sama dengan ahli kimia Jerman Wöhler, menjalankan eksperimen untuk mendapatkan boron B amorf dengan bertindak balas boron oksida B 2 O 3 dengan aluminium logam A1. Mereka mencampurkan kedua-dua bahan serbuk ini dan mula memanaskan campuran yang terhasil dalam mangkuk pijar. Tindak balas bermula pada suhu yang sangat tinggi

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

Apabila tindak balas selesai dan mangkuk pijar disejukkan, ahli kimia menuangkan kandungannya ke atas jubin porselin. Mereka melihat serbuk aluminium oksida putih A1 2 O 3 dan sekeping logam aluminium. Tiada serbuk boron amorf berwarna coklat. Ini membingungkan ahli kimia. Kemudian Wöhler mencadangkan untuk melarutkan sekeping aluminium yang tinggal dalam asid hidroklorik HCl:

2Al(B) + 6HCl = 2AlCl 3 + 2B↓ + 3H 2.

Selepas tindak balas selesai, mereka melihat kristal boron hitam berkilat di bahagian bawah kapal.

Oleh itu, salah satu kaedah ditemui untuk menghasilkan boron kristal, bahan lengai kimia yang tidak berinteraksi dengan asid. Pada satu masa, boron kristal diperoleh dengan menggabungkan boron amorf dengan aluminium dan kemudian mendedahkan aloi kepada asid hidroklorik. Kemudian ternyata boron yang diperoleh dengan cara ini sentiasa mengandungi campuran aluminium, nampaknya dalam bentuk boridanya AlB 12. Dari segi kekerasan, boron kristal berada di antara semua bahan mudah tempat kedua selepas berlian.

batu akik

Seorang gembala Jerman pada tahun 1813 menemui batu kekuningan dan kelabu - akik - berhampiran kuari terbiar. Dia memutuskan untuk memberikannya kepada isterinya dan meletakkannya di dekat api untuk seketika. Alangkah terkejutnya apabila pada waktu pagi dia melihat beberapa batu akik telah menjadi merah, sementara yang lain telah memperoleh warna kemerahan. Gembala membawa salah satu batu itu kepada tukang emas yang dikenalinya dan berkongsi pemerhatiannya dengannya. Tidak lama kemudian tukang emas itu membuka bengkel untuk membuat batu akik merah, dan kemudian menjual resipinya kepada tukang emas Jerman yang lain. Beginilah cara ditemui untuk menukar warna beberapa batu berharga apabila ia dipanaskan. Perhatikan bahawa harga batu akik merah pada masa itu adalah dua kali lebih banyak daripada yang kuning, dan lebih-lebih lagi jenis kelabu mereka.

Etilena

Ahli alkimia Jerman, doktor dan pencipta berwawasan Johann Joachia Becher (1635-1682) menjalankan eksperimen dengan asid sulfurik H 2 SO 4 pada tahun 1666. Dalam salah satu eksperimen, daripada menambah bahagian lain kepada asid sulfurik pekat yang dipanaskan, dia secara tidak sengaja menambah etanol C 2 H 5 OH, yang terletak berdekatan dalam gelas. Becher melihat larutan berbuih kuat dengan pembebasan gas yang tidak diketahui serupa dengan metana CH 4. Tidak seperti metana gas baru ia terbakar dengan api berasap dan mempunyai bau bawang putih yang samar. Becher mendapati bahawa "udara"nya lebih aktif secara kimia daripada metana. Beginilah cara etilena C 2 H 4 ditemui, dibentuk oleh tindak balas

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

Gas baru itu dipanggil "gas minyak"; gabungannya dengan klorin mula dipanggil "minyak ahli kimia Belanda" pada tahun 1795. Hanya dari pertengahan abad ke-19. Gas Becher dinamakan "etilena". Nama ini kekal dalam kimia hingga ke hari ini.

letupan Oppau

Pada tahun 1921, di Oppau (Jerman), satu letupan berlaku di kilang yang menghasilkan baja - campuran ammonium sulfat dan nitrat - (NH 4) 2 SO 4 dan NH 4 NO 3. Garam-garam ini disimpan di dalam gudang untuk masa yang lama dan menjadi kek; Mereka memutuskan untuk menghancurkan mereka dengan letupan kecil. Ini menyebabkan letupan dalam keseluruhan jisim bahan, yang sebelum ini dianggap selamat. Letupan itu menyebabkan kematian 560 orang dan sejumlah besar cedera dan cedera; bukan sahaja bandar Oppau, tetapi juga beberapa rumah di Mannheim, 6 km dari lokasi letupan, musnah sepenuhnya. Selain itu, gelombang letupan itu memecahkan kaca di rumah yang terletak 70 km dari loji itu.

Malah lebih awal lagi, pada tahun 1917, satu letupan dahsyat berlaku di sebuah loji kimia di Halifax (Kanada) akibat penguraian sendiri NH 4 NO 3, yang mengorbankan nyawa 3,000 orang.

Ternyata ammonium nitrat berbahaya untuk dikendalikan dan merupakan bahan letupan. Apabila dipanaskan hingga 260°C, NH 4 NO 3 terurai menjadi dinitrogen oksida N 2 O dan air:

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

Di atas suhu ini tindak balas menjadi lebih kompleks:

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

dan membawa kepada peningkatan mendadak dalam tekanan dan letupan, yang boleh dipermudahkan oleh keadaan termampat bahan dan kehadiran campuran asid nitrik HNO 3 di dalamnya.

Beotolle dan mancis

Berthollet menemui sifat letupan kalium trioxochlorate KClO 3 secara tidak sengaja. Dia mula mengisar kristal KClO 3 dalam mortar, di mana sejumlah kecil sulfur kekal di dinding, tidak dikeluarkan oleh pembantunya dari operasi sebelumnya. Tiba-tiba terdapat letupan yang kuat, alu tercabut dari tangan Berthollet, mukanya melecur. Beginilah cara Berthollet melakukan buat pertama kalinya reaksi yang kemudiannya akan digunakan dalam perlawanan pertama Sweden:

2KClO 3 + 3S = 2KСl + 3SO 2.

Potassium trioxochlorate KClO 3 telah lama dipanggil garam Berthollet.

Kina

Malaria adalah salah satu penyakit tertua yang diketahui oleh manusia. Terdapat legenda tentang bagaimana penawar untuknya ditemui. Seorang India Peru yang sakit, keletihan kerana demam dan dahaga, merayau tanpa hala tuju melalui hutan berhampiran kampungnya. Dia melihat lopak yang cantik air bersih, di mana terletak sebatang pokok tumbang. Orang India itu mula meminum air dengan rakus dan merasakan rasa pahit. Satu keajaiban berlaku. Air itu membawa kesembuhan kepadanya. Orang India memanggil pokok yang tumbang itu "hina-hina." Penduduk tempatan, setelah mengetahui tentang penyembuhan, mula menggunakan kulit pokok ini sebagai ubat terhadap demam. Khabar angin sampai kepada penakluk Sepanyol dan tersebar ke Eropah. Ini adalah bagaimana kina C 20 H 24 N 2 O 2 ditemui - bahan kristal yang diekstrak daripada kulit pokok cinchona - cinchona. Semasa Zaman Pertengahan, kulit cinchona dijual secara literal gram untuk gram emas. Sintesis tiruan kina adalah sangat kompleks dan hanya dibangunkan pada tahun 1944.

Keajaiban Pemangkinan

Saudara G. Davy, Edward memperoleh serbuk platinum hitam yang sangat halus, yang dikenali sebagai "hitam platinum." Suatu hari Eduard dengan cuai menumpahkan serbuk ini kertas penapis, yang baru saya gunakan untuk mengelap etil alkohol C 2 H 5 OH yang tertumpah. Dengan terkejut, dia melihat bagaimana "hitam platinum" itu bercahaya dan bercahaya sehingga semua alkohol hilang bersama kertas yang terbakar. Ini adalah bagaimana tindak balas pengoksidaan pemangkin etil alkohol dalam asid ditemui:

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

Pengawetan

Ahli kimia Amerika Charles Goodyear (1800-1860) menganggap getah sebagai sejenis kulit dan cuba mengubah suainya. Dia mencampurkan getah mentah dengan setiap bahan yang dia boleh dapatkan: dia masinkannya, ladanya, taburkan dengan gula dan pasir sungai. Pada suatu hari pada tahun 1841, dia menjatuhkan sekeping getah yang dirawat dengan sulfur ke atas relau yang dipanaskan. Keesokan harinya, semasa menyediakan relau untuk eksperimen, Goodyear mengangkat kepingan ini dan mendapati bahawa getah telah menjadi lebih kuat. Pemerhatian oleh Goodyear ini membentuk asas kepada proses pemvulkanan getah yang kemudiannya dibangunkan. Semasa pemvulkanan, makromolekul linear getah berinteraksi dengan sulfur, membentuk rangkaian tiga dimensi makromolekul. Akibat pemvulkanan, getah bertukar menjadi getah. Goodyear kemudiannya menulis: "Saya mengakui bahawa penemuan saya bukanlah hasil penyelidikan kimia saintifik ... ia adalah hasil daripada ketekunan dan pemerhatian."

Penjerapan

Pada tahun 1785, Lovitz terlibat dalam penghabluran semula asid tartarik dan sering memperoleh bukan tidak berwarna, tetapi kristal coklat disebabkan oleh kekotoran asal organik yang muncul di dalamnya. Pada suatu hari dia menumpahkan sebahagian daripada larutan itu ke atas campuran pasir dan arang batu yang terletak di dalam mandi pasir yang digunakan untuk penyejatan larutan. Lovitz cuba mengumpul larutan yang tertumpah dan menapisnya daripada pasir dan arang batu. Apabila larutan disejukkan, hablur asid lutsinar tidak berwarna jatuh keluar. Memandangkan pasir tidak boleh menjadi punca, Lovitz memutuskan untuk menguji kesan arang batu. Dia mengambil larutan asid baru, menuang serbuk arang batu ke dalamnya, menyejatkannya dan kemudian menyejukkannya selepas mengeluarkan arang batu. Kristal yang jatuh semula ternyata tidak berwarna dan lutsinar.

Beginilah cara Lovitz menemui sifat penjerapan arang. Beliau mencadangkan untuk menyimpan air minuman di atas kapal dalam tong kayu dengan lapisan arang batu. Air tidak reput selama berbulan-bulan. Penemuan ini segera mendapat aplikasi dalam tentera aktif, dalam pertempuran dengan orang Turki pada tahun 1791 di bahagian hilir Sungai Danube, di mana airnya tidak boleh diminum. Lovitz juga menggunakan arang untuk membersihkan vodka daripada minyak fusel, asid asetik daripada kekotoran yang memberikannya warna kuning, dan dalam banyak kes lain.

Asid melit

Untuk membersihkan asid nitrik HNO 3 daripada kekotoran, Lovitz menuang sedikit arang ke dalamnya dan mula mendidih campuran ini. Dengan terkejut, dia melihat hilangnya arang dan pembentukan di tempatnya beberapa bahan putih, larut dalam air dan etanol C 2 H 5 OH. Dia memanggil bahan ini "karbon larut." Interaksi arang batu dengan asid nitrik berjalan mengikut tindak balas

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

Selepas 150 tahun, didapati bahawa Lovitz adalah yang pertama memperoleh asid benzenehexacarboxylic C 6 (COOH) 6, nama lama bahan ini ialah "asid mellitic".

garam Zeise

Pada tahun 1827, ahli kimia organik dan ahli farmasi Denmark William Zeise (1789-1847) memutuskan untuk mendapatkan kalium tetrakloroplatinat K2 untuk salah satu karyanya. Untuk memendakan sepenuhnya garam ini, yang sedikit larut dalam etanol, bukannya larutan akueus H2, dia menggunakan larutan asid ini dalam etanol C2H5OH. Apabila Zeise menambah larutan akueus kalium klorida KCl kepada larutan sedemikian, tanpa diduga, bukannya ciri mendakan merah-coklat K2, mendakan kekuningan terbentuk. Analisis sedimen ini menunjukkan bahawa ia mengandungi kalium klorida KCl, platinum diklorida PtCl 2, air H 2 O dan, yang mengejutkan semua ahli kimia, molekul etilena C 2 H 4: KCl∙PtCl 2 ∙C 2 H 4 ∙H 2 O Formula empirikal ini telah menjadi bahan perbincangan hangat. Liebig, sebagai contoh, menyatakan bahawa Zeise menjalankan analisis secara salah dan formula yang dikemukakannya adalah khayalan yang sakit. Hanya pada tahun 1956 adalah mungkin untuk memastikan bahawa Zeise telah menetapkan komposisi garam baru dengan betul, dan kini formula sebatian itu ditulis sebagai K∙H 2 O dan dipanggil potassium trichloroethyleneplatinate monohydrate.

Ini menghasilkan sebatian pertama daripada kumpulan sebatian kompleks yang luar biasa yang dipanggil "π-kompleks." Dalam kompleks sedemikian tidak ada ikatan kimia biasa antara logam yang terletak di dalam kurungan persegi dan mana-mana satu atom zarah organik. Reaksi yang dilakukan oleh Zeise:

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

Pada masa ini, K diperoleh dengan menghantar etilena melalui larutan akueus kalium tetrakloroplatinat K2:

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

Penyelamat Bumblebee

Courtois, penemu iodin, pernah hampir mati. Pada tahun 1813, selepas salah satu karyanya, dia menuangkan baki larutan akueus ammonia NH 3 dan larutan alkohol iodin I 2 ke dalam botol sisa kosong. Courtois melihat pembentukan sedimen hitam-coklat dalam botol, yang segera menarik minatnya. Dia menapis mendakan, membasuhnya dengan etanol C 2 H 5 OH, mengambil penapis dengan mendakan itu keluar dari corong dan meninggalkannya di atas bangku makmal. Sudah lewat, dan Courtoi memutuskan untuk menganalisis sedimen pada hari berikutnya. Apabila dia membuka pintu makmal pada waktu pagi, dia melihat bagaimana seekor lebah telah terbang ke dalam bilik dan hinggap di sedimen yang diperolehnya. Serta-merta berlaku letupan yang kuat, yang meniup meja makmal menjadi kepingan, dan bilik itu dipenuhi dengan wap iodin ungu.

Courtois kemudian berkata bahawa lebah itu menyelamatkan nyawanya. Beginilah cara bahan yang sangat berbahaya untuk dikendalikan diperolehi dan diuji - triiodin nitrida monoammonium nitrida I 3 N∙NH 3 . Tindak balas sintesis bahan ini:

3I 2 + 5NH 3 = I 3 N∙NH 3 ↓ + 3NH 4.

Tindak balas yang berlaku semasa letupan disebabkan oleh sentuhan sedikit atau gegaran sedikit kering I 3 N∙NH 3:

2(I 3 N∙NH 3) = 2N 2 + 3I 2 + 3H 2.

Pengalaman buruk

Fluorin F 2 diperoleh secara tidak dijangka oleh ahli kimia Perancis Moissan. Pada tahun 1886, setelah mengkaji pengalaman pendahulunya, beliau mengelektrolisis hidrogen fluorida HF kontang dalam tiub berbentuk Y platinum. Dengan terkejut, Moissan menyedari pelepasan fluorin pada anod dan hidrogen pada katod. Diilhamkan oleh kejayaan, dia mengulangi percubaan pada mesyuarat Akademi Sains Paris, tetapi ... dia tidak menerima fluorin. Percubaan tidak berjaya. Selepas kajian menyeluruh tentang sebab kegagalan, Moissan mendapati bahawa hidrogen fluorida yang digunakannya dalam eksperimen pertama mengandungi campuran kalium hidrofluorida KHF 2. Kekotoran ini memastikan kekonduksian elektrik larutan (HF-nonelectrolyte kontang) dan mencipta kepekatan ion F - yang diperlukan pada anod:

2F - – 2e - = F 2.

Sejak itu, fluorin telah dihasilkan dengan kaedah Moissan menggunakan larutan kalium fluorida KF dalam HF:

KF + HF = KHF 2.

Aspartam

Aspartam (di Rusia - "sladex") adalah bahan yang disyorkan untuk digunakan oleh pesakit kencing manis dan orang gemuk, 100-200 kali lebih manis daripada sukrosa. Ia tidak meninggalkan rasa logam pahit yang wujud dalam sakarin. Rasa manis aspartam ditemui secara tidak sengaja pada tahun 1965. Seorang ahli kimia yang bekerja dengan bahan ini menggigit kuku dan merasakan rasa manis. Aspartam adalah kristal tidak berwarna, sangat larut dalam air. Ini adalah tupai kecil. Ia diserap oleh tubuh manusia dan merupakan sumber asid amino yang diperlukan. Aspartam tidak merangsang pembentukan karies gigi, dan penyerapannya tidak bergantung kepada pengeluaran insulin badan.

karbida

Pada tahun 1862, ahli kimia Jerman Wöhler cuba mengasingkan logam kalsium daripada kapur (kalsium karbonat CaCO 3) dengan pengkalsinan jangka panjang campuran kapur dan arang batu. Dia menerima jisim tersinter warna kelabu, di mana dia tidak menemui sebarang tanda logam. Dengan kekecewaan, Wöhler membuang jisim ini sebagai bahan buangan ke dalam tapak pelupusan di halaman. Semasa hujan, pembantu makmal Wöhler menyedari pelepasan sejenis gas daripada jisim berbatu yang dikeluarkan. Wöhler mula berminat dengan gas ini. Analisis gas menunjukkan bahawa ia adalah asetilena H 2 C 2, ditemui oleh E. Davy pada tahun 1836. Beginilah cara kalsium karbida CaC 2 pertama kali ditemui, berinteraksi dengan air untuk membebaskan asetilena:

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

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

Dari sudut pandangan orang jahil...

Pembantu makmalnya menceritakan bagaimana Berzelius membuat penemuan tidak sengajanya. Berzelius menjalani kehidupan bersendirian. Penduduk Stockholm yang ingin tahu lebih daripada sekali bertanya kepada pembantu makmal Berzelius bagaimana tuannya bekerja.

Baiklah," jawab pembantu makmal itu, "mula-mula saya dapatkan dia pelbagai perkara dari almari: serbuk, kristal, cecair."

Dia mengambil semuanya dan membuangnya ke dalam satu bekas besar.

Kemudian dia menuangkan semuanya ke dalam bekas kecil.

Dan apa yang dia lakukan kemudian?

Kemudian dia menuangkan semuanya ke dalam tong sampah, yang saya keluarkan setiap pagi.

Sebagai kesimpulan, mari kita petik kata-kata naturalis Jerman Hermann Helmholtz (1821-1894): "Kadang-kadang peluang bertuah boleh datang untuk menyelamatkan dan mendedahkan hubungan yang tidak diketahui, tetapi peluang tidak mungkin berlaku. akan mencari permohonan, jika orang yang bertemu dengannya belum lagi mengumpulkan bahan visual yang cukup di kepalanya untuk meyakinkannya tentang kebenaran apa yang dia rasakan.”

Teori evolusi kimia atau bagaimana kehidupan bermula

Teori evolusi kimia - teori moden asal usul kehidupan - berdasarkan idea penjanaan spontan. Ia bukan berdasarkan tiba-tiba kemunculan makhluk hidup di Bumi, dan pembentukan sebatian kimia dan sistem yang membentuk bahan hidup. Dia sedang mempertimbangkan kimia bumi purba, terutamanya tindak balas kimia yang berlaku di atmosfera primitif dan di lapisan permukaan air, di mana, kemungkinan besar, unsur-unsur cahaya yang membentuk asas bahan hidup tertumpu dan sejumlah besar tenaga suria telah diserap. Teori ini cuba menjawab soalan: bagaimana dalam era yang jauh itu boleh sebatian organik secara spontan timbul dan membentuk sistem hidup?

Pendekatan umum kepada evolusi kimia pertama kali dirumuskan oleh ahli biokimia Soviet A. I. Oparin (1894-1980). Pada tahun 1924, buku pendeknya yang dikhaskan untuk isu ini diterbitkan di USSR; pada tahun 1936 edisi barunya yang diperluaskan diterbitkan (pada tahun 1938 ia telah diterjemahkan ke dalam bahasa Inggeris). Oparin menarik perhatian kepada fakta bahawa keadaan moden di permukaan Bumi menghalang sintesis sebilangan besar sebatian organik, kerana oksigen bebas, yang terdapat secara berlebihan di atmosfera, mengoksidakan sebatian karbon kepada karbon dioksida (karbon dioksida, CO 2). Di samping itu, beliau menyatakan bahawa pada zaman kita, apa-apa bahan organik "terbengkalai" di bumi digunakan oleh organisma hidup (idea yang sama telah dinyatakan oleh Charles Darwin). Bagaimanapun, Oparin berhujah, keadaan lain berlaku di Bumi utama. Ia boleh diandaikan bahawa tiada oksigen di atmosfera bumi pada masa itu, tetapi terdapat banyak hidrogen dan gas yang mengandungi hidrogen, seperti metana (CH 4) dan ammonia (NH 3). (Suasana sedemikian, kaya dengan hidrogen dan miskin dalam oksigen, dipanggil mengurangkan, berbeza dengan atmosfera moden, pengoksidaan, kaya dengan oksigen dan miskin dalam hidrogen.) Menurut Oparin, keadaan sedemikian mewujudkan peluang yang sangat baik untuk sintesis organik secara spontan. sebatian.

Menegaskan ideanya tentang sifat pemulihan atmosfera primitif Bumi, Oparin mengemukakan hujah-hujah berikut:

1. Hidrogen banyak terdapat dalam bintang

2. Karbon ditemui dalam spektrum komet dan bintang sejuk sebagai sebahagian daripada radikal CH dan CN, dan karbon teroksida jarang muncul.

3. Hidrokarbon, iaitu. sebatian karbon dan hidrogen yang terdapat dalam meteorit.

4. Atmosfera Musytari dan Zuhal sangat kaya dengan metana dan ammonia.

Seperti yang dinyatakan oleh Oparin, empat perkara ini menunjukkan bahawa Alam Semesta secara keseluruhannya berada dalam keadaan pemulihan. Akibatnya, karbon dan nitrogen Bumi primitif mestilah berada dalam keadaan yang sama.

5. Gas gunung berapi mengandungi ammonia. Ini, Oparin percaya, menunjukkan bahawa nitrogen hadir dalam atmosfera utama dalam bentuk ammonia.

6. Oksigen yang terkandung dalam atmosfera moden dihasilkan oleh tumbuhan hijau semasa proses fotosintesis, dan oleh itu merupakan produk biologi asalnya.

Berdasarkan pertimbangan ini, Oparin membuat kesimpulan bahawa karbon di Bumi primitif pertama kali muncul dalam bentuk hidrokarbon, dan nitrogen dalam bentuk ammonia. Beliau seterusnya mencadangkan bahawa dalam perjalanan tindak balas kimia yang kini diketahui, sebatian organik kompleks timbul di permukaan Bumi yang tidak bernyawa, yang, selepas tempoh yang agak lama, nampaknya menimbulkan makhluk hidup pertama. Organisma pertama mungkin sangat sistem mudah, hanya mampu untuk replikasi (pembahagian) disebabkan oleh persekitaran organik dari mana ia terbentuk. Dalam bahasa moden, mereka adalah "heterotrophs," iaitu, mereka bergantung pada alam sekitar, yang membekalkan mereka dengan nutrisi organik. Di hujung bertentangan skala ini ialah "autotrof"—contohnya, organisma seperti tumbuhan hijau yang sendiri mensintesis semua bahan organik yang diperlukan daripada karbon dioksida, nitrogen tak organik dan air. Menurut teori Oparin, autotrof muncul hanya selepas heterotrof menghabiskan bekalan sebatian organik di lautan primitif.

J. B. S. Haldane (1892-1964) mengemukakan idea, dalam beberapa hal serupa dengan pandangan Oparin, yang digariskan dalam esei popular yang diterbitkan pada tahun 1929. Beliau mencadangkan bahawa bahan organik yang disintesis oleh proses kimia semula jadi yang berlaku di Bumi prabiologi, terkumpul di lautan , yang akhirnya mencapai konsistensi "sup cair panas." Haldane percaya bahawa atmosfera primitif Bumi adalah anaerobik (bebas oksigen), tetapi dia tidak berhujah bahawa keadaan pengurangan diperlukan untuk sintesis sebatian organik berlaku. Oleh itu, dia mengandaikan bahawa karbon boleh hadir dalam atmosfera dalam bentuk teroksida sepenuhnya, iaitu, dalam bentuk dioksida, dan bukan sebagai sebahagian daripada metana atau hidrokarbon lain. Pada masa yang sama, Haldane merujuk kepada hasil eksperimen (bukan miliknya sendiri), yang membuktikan kemungkinan pembentukan sebatian organik kompleks daripada campuran karbon dioksida, ammonia dan air di bawah pengaruh sinaran ultraviolet. Walau bagaimanapun, percubaan seterusnya untuk mengulangi eksperimen ini tidak berjaya.

Pada tahun 1952, Harold Urey (1893-1981), tidak bekerja pada asal usul kehidupan itu sendiri, tetapi pada evolusi Sistem Suria, secara bebas membuat kesimpulan bahawa atmosfera Bumi muda mempunyai watak yang dipulihkan. Pendekatan Oparin adalah kualitatif. Masalah yang sedang disiasat oleh Urey adalah bersifat fizikokimia: menggunakan sebagai data titik permulaan pada komposisi awan debu kosmik primordial dan keadaan sempadan yang ditentukan oleh sifat fizikal dan kimia Bulan dan planet yang diketahui, beliau berhasrat untuk membangunkan secara termodinamik. sejarah keseluruhan sistem suria yang boleh diterima secara amnya. Urey, khususnya, menunjukkan bahawa pada akhir proses pembentukan Bumi mempunyai atmosfera yang sangat berkurangan, kerana komponen utamanya adalah hidrogen dan bentuk karbon, nitrogen dan oksigen yang dikurangkan sepenuhnya: metana, ammonia dan wap air. Medan graviti Bumi tidak dapat menahan hidrogen ringan, dan ia secara beransur-ansur melarikan diri ke angkasa lepas. Akibat sekunder daripada kehilangan hidrogen bebas ialah pengoksidaan beransur-ansur metana kepada karbon dioksida, dan ammonia kepada gas nitrogen, yang selepas beberapa waktu mengubah atmosfera daripada berkurangan kepada pengoksidaan. Urey mengandaikan bahawa ia adalah semasa tempoh pemeruapan hidrogen, apabila atmosfera berada dalam keadaan redoks pertengahan, bahan organik yang kompleks boleh dibentuk dalam kuantiti yang banyak di Bumi. Menurut anggarannya, lautan, nampaknya, pada masa itu merupakan satu peratus penyelesaian sebatian organik. Hasilnya ialah kehidupan dalam bentuk yang paling primitif.

Adalah dipercayai bahawa Sistem Suria terbentuk daripada nebula proto-solar, awan besar gas dan debu. Umur Bumi, seperti yang ditetapkan berdasarkan beberapa anggaran bebas, adalah hampir 4.5 bilion tahun. Untuk mengetahui komposisi nebula primordial, adalah paling munasabah untuk mengkaji kelimpahan relatif pelbagai unsur kimia dalam nebula moden. sistem suria. Menurut penyelidikan, unsur-unsur utama - hidrogen dan helium - bersama-sama membentuk lebih 98% daripada jisim Matahari (99.9% daripada komposisi atomnya) dan, sebenarnya, sistem suria secara keseluruhan. Memandangkan Matahari adalah bintang biasa dan banyak bintang di galaksi lain adalah jenis ini, komposisinya secara amnya mencirikan banyaknya unsur di angkasa lepas. Idea moden tentang evolusi bintang mencadangkan bahawa hidrogen dan helium mendominasi Matahari "muda", iaitu 4.5 bilion tahun yang lalu.

Empat unsur utama Bumi adalah antara sembilan yang paling biasa di Matahari; dalam komposisinya, planet kita berbeza dengan ketara daripada angkasa lepas secara keseluruhan. (Perkara yang sama boleh dikatakan untuk Utarid, Zuhrah, dan Marikh; namun, Musytari, Zuhal, Uranus, dan Neptun tidak membuat senarai ini.) Bumi terdiri terutamanya daripada besi, oksigen, silikon, dan magnesium. Kekurangan semua unsur cahaya yang penting secara biologi (kecuali oksigen) adalah jelas dan, menurut teori Oparin-Urey, amat diperlukan untuk permulaan evolusi kimia. Memandangkan kekurangan unsur cahaya dan terutamanya gas mulia, adalah munasabah untuk mengandaikan bahawa Bumi pada asalnya terbentuk tanpa atmosfera sama sekali. Kecuali helium, semua gas mulia - neon, argon, krypton dan xenon - mempunyai graviti tentu yang mencukupi untuk dikekalkan oleh graviti Bumi. Krypton dan xenon, sebagai contoh, lebih berat daripada besi. Oleh kerana unsur-unsur ini membentuk sangat sedikit sebatian, ia kemungkinan besar wujud dalam atmosfera primitif Bumi dalam bentuk gas dan tidak dapat melarikan diri apabila planet itu akhirnya mencapai saiznya sekarang. Tetapi kerana Bumi mengandungi berjuta-juta kali lebih sedikit daripada Matahari, adalah wajar untuk menganggap bahawa planet kita tidak pernah mempunyai atmosfera yang serupa dengan komposisi Matahari. Bumi terbentuk daripada bahan pepejal yang hanya mengandungi sejumlah kecil gas yang diserap atau terserap, sehingga tidak ada atmosfera pada mulanya. Unsur-unsur yang membentuk atmosfera moden nampaknya muncul di Bumi primitif dalam bentuk sebatian kimia pepejal; Selepas itu, di bawah pengaruh haba yang timbul daripada pereputan radioaktif atau pembebasan tenaga graviti yang mengiringi pertambahan Bumi, sebatian ini terurai untuk membentuk gas. Semasa proses aktiviti gunung berapi, gas-gas ini terlepas dari perut bumi, membentuk suasana primitif.

Kandungan argon yang tinggi dalam atmosfera moden (kira-kira 1%) tidak bercanggah dengan andaian bahawa gas mulia pada asalnya tidak hadir dari atmosfera. Isotop argon, biasa di angkasa lepas, mempunyai jisim atom 36, manakala jisim atom argon, yang terbentuk dalam kerak bumi semasa pereputan radioaktif kalium, ialah 40. Kandungan oksigen yang luar biasa tinggi di Bumi (berbanding dengan unsur cahaya lain) dijelaskan oleh fakta bahawa unsur ini mampu bergabung dengan banyak unsur lain untuk membentuk sebatian pepejal yang sangat stabil seperti silikat dan karbonat, yang merupakan sebahagian daripada batuan.

Andaian Urey tentang sifat pengurangan atmosfera primitif adalah berdasarkan kandungan besi yang tinggi di Bumi (35% daripada jumlah jisim). Dia percaya bahawa besi yang kini membentuk teras Bumi pada asalnya diagihkan lebih kurang sama rata ke seluruh isipadunya. Apabila Bumi menjadi panas, besi cair dan terkumpul di tengahnya. Walau bagaimanapun, sebelum ini berlaku, besi yang terkandung dalam apa yang kini dipanggil mantel atas Bumi berinteraksi dengan air (yang terdapat di Bumi primitif dalam bentuk mineral terhidrat serupa dengan yang terdapat dalam beberapa meteorit); Akibatnya, sejumlah besar hidrogen dibebaskan ke atmosfera primordial.

Penyelidikan yang dijalankan sejak awal 1950-an telah mempersoalkan beberapa peruntukan senario yang diterangkan. Beberapa saintis planet telah menyatakan keraguan bahawa besi yang kini tertumpu di kerak bumi boleh diagihkan secara sama rata ke seluruh isipadu planet ini. Mereka cenderung untuk mempercayai bahawa pertambahan berlaku secara tidak sekata dan besi terkondensasi dari nebula sebelum unsur-unsur lain yang kini membentuk mantel dan kerak Bumi. Dengan pertambahan yang tidak sekata, kandungan hidrogen bebas dalam atmosfera primitif sepatutnya lebih rendah daripada dalam kes proses seragam. Para saintis lain lebih suka pertambahan, tetapi meneruskan dengan cara yang tidak sepatutnya membawa kepada pembentukan suasana yang berkurangan. Ringkasnya, dalam beberapa tahun kebelakangan ini pelbagai model pembentukan Bumi telah dianalisis, beberapa daripadanya lebih banyak, yang lain kurang, konsisten dengan idea tentang sifat regeneratif atmosfera awal.

Percubaan untuk membina semula peristiwa yang berlaku pada awal pembentukan Sistem Suria tidak dapat dielakkan dikaitkan dengan banyak ketidakpastian. Selang masa antara kemunculan Bumi dan pembentukan batu paling purba yang boleh bertarikh secara geologi, di mana tindak balas kimia yang membawa kepada kemunculan kehidupan berlaku, adalah 700 juta tahun. Eksperimen makmal telah menunjukkan bahawa sintesis komponen sistem genetik memerlukan persekitaran pemulihan; Oleh itu, kita boleh mengatakan bahawa sejak kehidupan muncul di Bumi, ini boleh bermakna yang berikut: sama ada atmosfera primitif bersifat pengurangan, atau sebatian organik yang diperlukan untuk asal usul kehidupan dibawa ke Bumi dari suatu tempat. Memandangkan sehingga hari ini meteorit membawa pelbagai bahan organik ke Bumi, kemungkinan yang terakhir tidak kelihatan hebat. Walau bagaimanapun, meteorit, nampaknya, tidak mengandungi semua bahan yang diperlukan untuk membina sistem genetik. Walaupun bahan-bahan asal meteorik mungkin memberi sumbangan yang besar kepada jumlah sebatian organik di Bumi primitif, kini nampaknya paling munasabah bahawa keadaan di Bumi itu sendiri adalah sifat yang berkurangan sehingga pembentukan bahan organik yang membawa kepada kemunculan kehidupan menjadi mungkin.

Ahli biologi moden telah menunjukkan bahawa kehidupan adalah fenomena kimia yang berbeza daripada proses kimia lain dalam manifestasinya sifat genetik. Dalam semua sistem hidup yang diketahui, asid nukleik dan protein berfungsi sebagai pembawa sifat-sifat ini. Persamaan asid nukleik, protein dan mekanisme genetik yang bekerja berdasarkan asasnya dalam organisma spesies yang paling pelbagai meninggalkan sedikit keraguan bahawa semua makhluk hidup yang kini hidup di Bumi dihubungkan oleh rantai evolusi yang juga menghubungkan mereka dengan spesies yang wujud dalam lampau dan pupus. Evolusi sedemikian adalah hasil semula jadi dan tidak dapat dielakkan daripada kerja sistem genetik. Oleh itu, walaupun terdapat kepelbagaian yang tidak berkesudahan, semua makhluk hidup di planet kita tergolong dalam keluarga yang sama. Sebenarnya hanya ada satu bentuk kehidupan di Bumi, yang hanya boleh timbul sekali.

Unsur utama biokimia bumi ialah karbon. Sifat kimia unsur ini menjadikannya sangat sesuai untuk pembentukan jenis molekul kaya maklumat yang besar yang diperlukan untuk pembinaan sistem genetik dengan kemungkinan evolusi yang hampir tidak terhad. Ruang angkasa juga sangat kaya dengan karbon, dan beberapa data (hasil eksperimen makmal, analisis meteorit dan spektroskopi ruang antara bintang) menunjukkan bahawa pembentukan sebatian organik yang serupa dengan yang membentuk bahan hidup berlaku dengan agak mudah dan pada skala luas di Alam Semesta. Oleh itu berkemungkinan jika kehidupan wujud di tempat lain di alam semesta, ia juga berdasarkan kimia karbon.

Proses biokimia berdasarkan kimia karbon hanya boleh berlaku apabila keadaan suhu dan tekanan tertentu digabungkan di planet ini, serta kehadiran sumber tenaga, atmosfera dan pelarut yang sesuai. Walaupun air memainkan peranan sebagai pelarut dalam biokimia daratan, adalah mungkin, walaupun tidak semestinya, pelarut lain terlibat dalam proses biokimia yang berlaku di planet lain.

Kriteria untuk kemungkinan asal usul kehidupan

1.Suhu dan tekanan

Jika andaian bahawa hidupan mesti berasaskan kimia karbon adalah betul, maka keadaan had untuk mana-mana persekitaran yang mampu menyokong kehidupan boleh diwujudkan dengan tepat. Pertama sekali, suhu tidak boleh melebihi had kestabilan molekul organik. Menentukan had suhu tidak mudah, tetapi nombor yang tepat tidak diperlukan. Oleh kerana kesan suhu dan tekanan saling bergantung, ia mesti dipertimbangkan bersama. Dengan mengandaikan tekanan kira-kira 1 atm (seperti di permukaan Bumi), seseorang boleh menganggarkan had suhu atas kehidupan, memandangkan banyak molekul kecil yang membentuk sistem genetik, seperti asid amino, dimusnahkan dengan cepat pada suhu 200-300 ° C. Berdasarkan ini, kita boleh membuat kesimpulan bahawa kawasan yang mempunyai suhu melebihi 250°C adalah tidak berpenghuni. (Walau bagaimanapun, ini tidak bermakna bahawa kehidupan ditentukan oleh asid amino sahaja; kami telah memilih mereka hanya sebagai wakil tipikal molekul organik kecil.) Had suhu sebenar kehidupan hampir pasti lebih rendah daripada ini, kerana molekul besar dengan kompleks struktur tiga dimensi, khususnya protein, dibina daripada asid amino, secara amnya lebih sensitif kepada haba daripada molekul kecil. Had suhu atas untuk hidupan di permukaan Bumi adalah hampir 100°C, dan beberapa jenis bakteria boleh hidup di mata air panas di bawah keadaan ini. Walau bagaimanapun, sebahagian besar organisma mati pada suhu ini.

Ia mungkin kelihatan pelik bahawa had suhu atas kehidupan adalah hampir dengan takat didih air. Adakah kebetulan ini disebabkan oleh fakta bahawa air cecair tidak boleh wujud pada suhu di atas takat didihnya (100°C di permukaan bumi), dan bukan oleh beberapa sifat khas benda hidup itu sendiri?

Bertahun-tahun yang lalu, Thomas D. Brock, pakar bakteria termofilik, mencadangkan bahawa hidupan boleh ditemui di mana-mana air cecair wujud, tanpa mengira suhunya. Untuk menaikkan takat didih air, anda perlu meningkatkan tekanan, seperti yang berlaku, sebagai contoh, dalam periuk tekanan tertutup. Peningkatan pemanasan menyebabkan air mendidih lebih cepat tanpa mengubah suhunya. Keadaan semula jadi di mana air cecair wujud pada suhu melebihi takat didih biasa didapati di kawasan aktiviti geoterma bawah air, di mana air panas lampau mengalir keluar dari bahagian dalam bumi di bawah tindakan gabungan tekanan atmosfera dan tekanan lapisan air laut. Pada tahun 1982, K. O. Stetter menemui bakteria pada kedalaman sehingga 10 m di zon aktiviti geoterma, yang mana suhu optimum pembangunan ialah 105°C. Oleh kerana tekanan di bawah air pada kedalaman 10 m ialah 1 atm, jumlah tekanan pada kedalaman ini mencapai 2 atm. Takat didih air pada tekanan ini ialah 121°C.

Sesungguhnya, pengukuran menunjukkan bahawa suhu air di tempat ini ialah 103°C. Oleh itu, kehidupan boleh berlaku pada suhu melebihi takat didih air biasa.

Jelas sekali, bakteria yang boleh wujud pada suhu kira-kira 100°C mempunyai "rahsia" yang tidak dimiliki oleh organisma biasa. Oleh kerana bentuk termofilik ini tumbuh dengan buruk atau tidak sama sekali pada suhu rendah, adalah wajar untuk mengandaikan bahawa bakteria biasa juga mempunyai "rahsia" mereka sendiri. Sifat utama yang menentukan keupayaan untuk bertahan pada suhu tinggi ialah keupayaan untuk menghasilkan komponen selular termostable, terutamanya protein, asid nukleik dan membran sel. Protein dalam organisma biasa mengalami perubahan struktur yang cepat dan tidak boleh balik, atau denaturasi, pada suhu sekitar 60°C. Contohnya ialah pembekuan albumin telur ayam (putih telur) semasa memasak. Protein bakteria yang hidup di mata air panas tidak mengalami perubahan sedemikian sehingga suhu mencapai 90°C. Asid nukleik juga tertakluk kepada denaturasi haba. Molekul DNA kemudiannya dibahagikan kepada dua helai konstituennya. Ini biasanya berlaku dalam julat suhu 85-100°C, bergantung kepada nisbah nukleotida dalam molekul DNA.

Denaturasi memusnahkan struktur tiga dimensi protein (unik untuk setiap protein), yang diperlukan untuk fungsinya seperti pemangkinan. Struktur ini disokong oleh satu set keseluruhan ikatan kimia yang lemah, akibatnya urutan linear asid amino yang membentuk struktur utama molekul protein sesuai dengan ciri konformasi khas protein tertentu. Ikatan yang menyokong struktur tiga dimensi terbentuk antara asid amino yang terletak di bahagian berlainan molekul protein. Mutasi gen, yang mengandungi maklumat tentang ciri urutan asid amino protein tertentu, boleh membawa kepada perubahan dalam komposisi asid amino, yang seterusnya sering menjejaskan kestabilan habanya. Fenomena ini membuka pintu untuk evolusi protein termostabil. Struktur molekul yang memastikan kestabilan haba asid nukleik dan membran sel bakteria yang hidup di mata air panas juga nampaknya ditentukan secara genetik.

Oleh kerana peningkatan tekanan menghalang air daripada mendidih pada takat didih biasa, ia juga boleh menghalang beberapa kerosakan pada molekul biologi yang berkaitan dengan pendedahan kepada suhu tinggi. Sebagai contoh, tekanan beberapa ratus atmosfera menyekat denaturasi haba protein. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa denaturasi menyebabkan struktur heliks molekul protein untuk berehat, disertai dengan peningkatan jumlah. Dengan menghalang pengembangan isipadu, tekanan menghalang denaturasi. Pada tekanan yang lebih tinggi, 5000 atm atau lebih, ia sendiri menjadi punca denaturasi. Mekanisme fenomena ini, yang melibatkan pemusnahan mampatan molekul protein, masih belum jelas. Pendedahan kepada tekanan yang sangat tinggi juga meningkatkan kestabilan terma molekul kecil, kerana tekanan tinggi menghalang pengembangan isipadu yang disebabkan oleh pemecahan ikatan kimia. Sebagai contoh, pada tekanan atmosfera, urea cepat rosak pada suhu 130°C, tetapi stabil, sekurang-kurangnya selama sejam, pada 200°C dan tekanan 29 ribu atm.

Molekul dalam larutan berkelakuan berbeza sama sekali. Apabila berinteraksi dengan pelarut, mereka sering hancur pada suhu tinggi. Nama umum untuk tindak balas sedemikian ialah penyelesaian; Jika pelarutnya adalah air, tindak balas itu dipanggil hidrolisis.

Hidrolisis ialah proses utama di mana protein, asid nukleik dan banyak molekul biologi kompleks lain dimusnahkan secara semula jadi. Hidrolisis berlaku, sebagai contoh, semasa proses pencernaan haiwan, tetapi ia juga berlaku di luar sistem hidup, secara spontan, terutamanya pada suhu tinggi. Medan elektrik yang timbul semasa tindak balas solvolitik membawa kepada penurunan dalam isipadu larutan melalui sekatan elektrik, i.e. pengikatan molekul pelarut yang berdekatan. Oleh itu, perlu dijangka bahawa tekanan tinggi akan mempercepatkan proses solvolisis, dan eksperimen mengesahkan ini.

Oleh kerana kami percaya bahawa proses penting hanya boleh berlaku dalam larutan, maka tekanan tinggi tidak dapat meningkatkan had suhu atas kehidupan, sekurang-kurangnya dalam pelarut polar seperti air dan ammonia. Suhu kira-kira 100°C mungkin merupakan had yang munasabah. Seperti yang akan kita lihat, ini tidak termasuk daripada pertimbangan sebagai tempat yang mungkin habitat banyak planet dalam sistem suria.

2. Suasana

Keadaan seterusnya yang diperlukan untuk kebolehdiaman planet ialah kehadiran atmosfera. Sebatian unsur cahaya yang agak mudah, yang, menurut andaian kami, membentuk asas bahan hidup, adalah, sebagai peraturan, tidak menentu, iaitu, mereka berada dalam keadaan gas dalam julat suhu yang luas. Nampaknya, sebatian tersebut semestinya dihasilkan semasa proses metabolik dalam organisma hidup, serta semasa kesan haba dan fotokimia pada organisma mati, yang disertai dengan pembebasan gas ke atmosfera. Gas-gas ini, contoh paling mudah di Bumi adalah karbon dioksida (karbon dioksida), wap air dan oksigen, akhirnya termasuk dalam kitaran bahan yang berlaku dalam alam semula jadi. Jika graviti bumi tidak dapat menahannya, ia akan menyejat ke angkasa lepas, planet kita akhirnya akan kehabisan "rizab" unsur cahaya dan kehidupan di atasnya akan terhenti. Oleh itu, jika hidupan timbul pada beberapa badan kosmik yang medan gravitinya tidak cukup kuat untuk menahan atmosfera, ia tidak boleh wujud lama.

Telah dicadangkan bahawa hidupan boleh wujud di bawah permukaan benda angkasa seperti Bulan, yang mempunyai sama ada atmosfera yang sangat nipis atau tiada atmosfera langsung. Andaian ini berdasarkan fakta bahawa gas boleh ditangkap di lapisan bawah permukaan, yang menjadi habitat semula jadi organisma hidup. Tetapi oleh kerana mana-mana habitat yang timbul di bawah permukaan planet ini tidak mempunyai sumber tenaga biologi yang penting - Matahari, andaian sedemikian hanya menggantikan satu masalah dengan yang lain. Kehidupan memerlukan kemasukan berterusan kedua-dua jirim dan tenaga, tetapi jika jirim mengambil bahagian dalam peredaran (ini menentukan keperluan untuk atmosfera), maka tenaga, mengikut undang-undang asas termodinamik, berkelakuan berbeza. Biosfera mampu berfungsi selagi ia dibekalkan dengan tenaga, walaupun pelbagai sumbernya tidak setara. Sebagai contoh, sistem suria sangat kaya dengan tenaga haba - haba dijana di kedalaman banyak planet, termasuk Bumi. Walau bagaimanapun, kita tidak tahu tentang organisma yang boleh menggunakannya sebagai sumber tenaga untuk proses kehidupan mereka. Untuk menggunakan haba sebagai sumber tenaga, badan mungkin mesti berfungsi seperti enjin haba, iaitu memindahkan haba dari kawasan suhu tinggi (contohnya, dari silinder enjin petrol) ke kawasan suhu rendah ( ke radiator). Dalam proses ini, sebahagian daripada haba yang dipindahkan ditukar kepada kerja. Tetapi agar kecekapan enjin haba sedemikian cukup tinggi, suhu "pemanas" yang tinggi diperlukan, dan ini serta-merta mewujudkan kesukaran yang besar untuk sistem hidup, kerana ia menimbulkan banyak masalah tambahan.

Tiada masalah ini disebabkan oleh cahaya matahari. Matahari ialah sumber tenaga yang berterusan, hampir tidak habis-habis, yang mudah digunakan dalam proses kimia pada sebarang suhu. Kehidupan di planet kita bergantung sepenuhnya kepada tenaga suria, jadi adalah wajar untuk mengandaikan bahawa tiada tempat lain dalam sistem suria boleh hidup tanpa penggunaan langsung atau tidak langsung jenis tenaga ini.

Hakikat bahawa sesetengah bakteria dapat hidup dalam gelap, hanya menggunakan bahan bukan organik untuk pemakanan, dan karbon dioksida sebagai satu-satunya sumber karbon, tidak mengubah intipati perkara itu. Organisma sedemikian, dipanggil chemolithoautotrophs (yang secara literal bermaksud: memakan bahan kimia bukan organik), memperoleh tenaga yang diperlukan untuk menukar karbon dioksida kepada bahan organik dengan mengoksidakan hidrogen, sulfur atau bahan bukan organik lain. Tetapi sumber tenaga ini, tidak seperti Matahari, habis dan selepas digunakan tidak boleh dipulihkan tanpa penyertaan tenaga suria. Oleh itu, hidrogen, sumber tenaga yang penting untuk beberapa chemolithoautotrophs, terbentuk dalam keadaan anaerobik (contohnya, di paya, di dasar tasik atau di saluran gastrousus haiwan) melalui penguraian di bawah tindakan bakteria bahan tumbuhan, yang dengan sendirinya, sudah tentu, terbentuk semasa fotosintesis. Chemolithoautotrophs menggunakan hidrogen ini untuk menghasilkan metana dan bahan yang diperlukan untuk kehidupan sel daripada karbon dioksida. Metana memasuki atmosfera, di mana ia terurai di bawah pengaruh cahaya matahari dengan pembentukan hidrogen dan produk lain. Atmosfera Bumi mengandungi hidrogen pada kepekatan 0.5 bahagian per juta; hampir kesemuanya terbentuk daripada metana yang dikeluarkan oleh bakteria. Hidrogen dan metana juga dibebaskan ke atmosfera semasa letusan gunung berapi, tetapi dalam kuantiti yang lebih kecil. Satu lagi sumber penting hidrogen atmosfera ialah atmosfera atas, di mana, di bawah pengaruh sinaran UV suria, wap air terurai, melepaskan atom hidrogen, yang melarikan diri ke atmosfera. angkasa lepas.

Populasi pelbagai haiwan - ikan, kerang-kerangan, kerang, cacing gergasi, dll., yang didapati hidup berhampiran mata air panas yang ditemui pada kedalaman 2500 m di Lautan Pasifik, kadangkala dikreditkan dengan keupayaan untuk wujud secara bebas daripada tenaga solar. Beberapa zon sedemikian diketahui: satu berhampiran kepulauan Galapagos, satu lagi pada jarak kira-kira 21° ke barat laut, di luar pantai Mexico. Bekalan makanan sangat terhad di lautan dalam, dan penemuan populasi pertama sedemikian pada tahun 1977 segera menimbulkan persoalan tentang sumber makanan mereka. Satu kemungkinan nampaknya adalah menggunakan bahan organik yang terkumpul di dasar lautan, sisa yang dihasilkan oleh aktiviti biologi di lapisan permukaan; mereka diangkut ke kawasan aktiviti geoterma oleh arus mendatar yang terhasil daripada pelepasan menegak air panas. Pergerakan ke atas air panas lampau menyebabkan pembentukan arus sejuk mendatar bawah yang diarahkan ke titik pelepasan. Diandaikan bahawa sisa organik terkumpul di sini dengan cara ini.

Satu lagi sumber nutrien diketahui selepas didapati bahawa air mata air terma mengandungi hidrogen sulfida (H 2 S). Ada kemungkinan bakteria chemolithoautotrophic terletak pada permulaan rantai makanan. Seperti yang ditunjukkan oleh kajian lanjut, chemolithoautotrophs sememangnya merupakan sumber utama bahan organik dalam ekosistem mata air terma.

Oleh kerana "bahan api" untuk komuniti laut dalam ini adalah hidrogen sulfida yang terbentuk di kedalaman Bumi, mereka biasanya dianggap sebagai sistem hidup yang boleh dilakukan tanpa tenaga suria. Walau bagaimanapun, ini tidak sepenuhnya benar, kerana oksigen yang mereka gunakan untuk mengoksidakan "bahan api" adalah hasil daripada transformasi fotokimia. Terdapat hanya dua sumber penting oksigen bebas di Bumi, dan kedua-duanya dikaitkan dengan aktiviti suria.

Lautan memainkan peranan penting dalam ekosistem laut dalam kerana ia menyediakan persekitaran terma untuk organisma yang tanpanya mereka tidak mungkin wujud. Lautan menyediakan mereka bukan sahaja dengan oksigen, tetapi juga dengan semua nutrien yang diperlukan, kecuali hidrogen sulfida. Ia menghilangkan sisa. Dan ia juga membolehkan organisma ini berpindah ke kawasan baru, yang diperlukan untuk kelangsungan hidup mereka, kerana sumbernya berumur pendek - mengikut anggaran, jangka hayat mereka tidak melebihi 10 tahun. Jarak antara mata air terma individu di satu kawasan lautan ialah 5-10 km.

3. Pelarut

Pada masa ini diterima bahawa syarat yang perlu kehidupan juga adalah kehadiran pelarut dari satu jenis atau yang lain. Banyak tindak balas kimia yang berlaku dalam sistem hidup adalah mustahil tanpa pelarut. Di Bumi, pelarut biologi seperti itu adalah air. Ia adalah komponen utama sel hidup dan salah satu sebatian yang paling biasa di permukaan bumi. Disebabkan fakta bahawa unsur-unsur kimia yang membentuk air diedarkan secara meluas di angkasa lepas, air tidak diragukan lagi merupakan salah satu sebatian yang paling biasa di Alam Semesta. Tetapi walaupun terdapat banyak air di mana-mana. Bumi adalah satu-satunya planet dalam sistem suria yang mempunyai lautan di permukaannya; ini adalah fakta penting yang kita akan kembali kemudian.

Air mempunyai beberapa sifat istimewa dan tidak dijangka, berkat ia boleh berfungsi sebagai pelarut biologi - habitat semula jadi organisma hidup. Sifat-sifat ini menentukan peranan utamanya dalam menstabilkan suhu Bumi. Sifat-sifat ini termasuk: takat lebur (lebur) dan takat didih yang tinggi; kapasiti haba yang tinggi; pelbagai suhu di mana air kekal dalam keadaan cair; pemalar dielektrik tinggi (yang sangat penting untuk pelarut); keupayaan untuk mengembang berhampiran takat beku. Isu-isu ini menerima perkembangan menyeluruh, khususnya, dalam karya L.J. Henderson (1878-1942), profesor kimia di Universiti Harvard.

Penyelidikan moden telah menunjukkan bahawa sifat luar biasa air adalah disebabkan oleh keupayaan molekulnya untuk membentuk ikatan hidrogen antara satu sama lain dan dengan molekul lain yang mengandungi atom oksigen atau nitrogen. Pada hakikatnya, air cecair terdiri daripada agregat di mana molekul individu disatukan oleh ikatan hidrogen. Atas sebab ini, apabila membincangkan persoalan tentang pelarut bukan akueus yang boleh digunakan oleh sistem hidup di dunia lain, perhatian khusus diberikan kepada ammonia (NH 3), yang juga membentuk ikatan hidrogen dan mempunyai banyak sifat yang serupa dengan air. Bahan lain yang mampu membentuk ikatan hidrogen juga dinamakan, khususnya asid hidrofluorik (HF) dan hidrogen sianida (HCN). Walau bagaimanapun, dua kompaun terakhir tidak mungkin menjadi calon untuk peranan ini. Fluorin ialah unsur yang jarang berlaku: bagi setiap atom fluorin di Alam Semesta yang boleh diperhatikan terdapat 10,000 atom oksigen, jadi sukar untuk membayangkan keadaan di mana-mana planet yang akan memihak kepada pembentukan lautan yang terdiri daripada HF dan bukannya H 2 O. Bagi hidrogen sianida (HCN ), unsur konstituennya terdapat dengan banyak di angkasa lepas, tetapi sebatian ini tidak cukup stabil secara termodinamik. Oleh itu, tidak mungkin ia boleh terkumpul dalam kuantiti yang banyak di mana-mana planet, walaupun, seperti yang kami katakan sebelum ini, HCN mewakili perantaraan penting (walaupun sementara) dalam sintesis prebiologi bahan organik.

Ammonia terdiri daripada unsur-unsur yang agak biasa dan, walaupun kurang stabil daripada air, masih cukup stabil untuk dianggap sebagai pelarut biologi yang mungkin. Pada tekanan 1 atm ia berada dalam keadaan cecair dalam julat suhu 78 - 33°C. Julat ini (45°) jauh lebih sempit daripada julat yang sepadan untuk air (100°C), tetapi ia meliputi kawasan skala suhu di mana air tidak boleh berfungsi sebagai pelarut. Memandangkan ammonia, Genderson menegaskan bahawa ini adalah satu-satunya sebatian yang diketahui, sebagai pelarut biologi, mendekati air dalam sifatnya. Tetapi akhirnya, saintis itu menarik balik kenyataannya atas sebab-sebab berikut. Pertama, ammonia tidak boleh terkumpul dalam kuantiti yang mencukupi di permukaan mana-mana planet; kedua, tidak seperti air, ia tidak mengembang pada suhu yang hampir dengan takat beku (akibatnya keseluruhan jisimnya boleh kekal sepenuhnya dalam keadaan pepejal, beku), dan akhirnya, pilihannya sebagai pelarut tidak termasuk faedah menggunakan oksigen. sebagai reagen biologi. Henderson tidak menyatakan pendapat yang pasti tentang sebab-sebab yang akan menghalang ammonia daripada terkumpul di permukaan planet, tetapi bagaimanapun dia betul. Ammonia dimusnahkan oleh sinaran UV dari matahari lebih mudah daripada air, iaitu molekulnya dipecahkan oleh sinaran dengan panjang gelombang yang lebih panjang, membawa kurang tenaga, yang diwakili secara meluas dalam spektrum suria. Hidrogen yang terbentuk dalam tindak balas ini menyejat dari planet (kecuali yang terbesar) ke angkasa lepas, manakala nitrogen kekal. Air juga musnah di atmosfera di bawah pengaruh sinaran suria, tetapi hanya pada panjang gelombang yang jauh lebih pendek daripada yang memusnahkan ammonia, dan oksigen (O 2) dan ozon (O 3) yang dilepaskan membentuk skrin yang sangat berkesan melindungi Bumi daripada sinaran UV yang mematikan.-radiasi. Dengan cara ini, pengehadan sendiri pemusnahan foto wap air atmosfera berlaku. Dalam kes ammonia, fenomena yang sama tidak diperhatikan.

Hujah-hujah ini tidak terpakai kepada planet seperti Musytari. Oleh kerana hidrogen terdapat dengan banyaknya dalam atmosfera planet ini, sebagai komponen tetapnya, adalah munasabah untuk mengandaikan kehadiran ammonia di sana. Andaian ini disahkan oleh kajian spektroskopi Musytari dan Zuhal. Tidak mungkin terdapat ammonia cecair di planet-planet ini, tetapi kewujudan awan ammonia yang terdiri daripada kristal beku adalah agak mungkin.

Memandangkan isu air dalam erti kata yang luas, kita tidak mempunyai hak untuk menegaskan atau menafikan bahawa air sebagai pelarut biologi boleh digantikan dengan sebatian lain. Apabila membincangkan masalah ini, sering terdapat kecenderungan untuk memudahkannya, kerana, sebagai peraturan, hanya sifat fizikal pelarut alternatif diambil kira. Pada masa yang sama, fakta yang dinyatakan oleh Henderson diremehkan atau diabaikan sepenuhnya, iaitu: air berfungsi bukan sahaja sebagai pelarut, tetapi juga sebagai peserta aktif dalam tindak balas biokimia. Unsur-unsur yang membentuk air "digabungkan" ke dalam bahan organisma hidup melalui hidrolisis atau fotosintesis dalam tumbuhan hijau (lihat tindak balas 4). Struktur kimia bahan hidup berdasarkan pelarut yang berbeza, seperti keseluruhan persekitaran biologi, semestinya berbeza. Dalam erti kata lain, menukar pelarut pasti memerlukan akibat yang sangat mendalam. Tiada siapa yang serius cuba membayangkan mereka. Percubaan sedemikian adalah tidak munasabah, kerana ia mewakili tidak lebih atau kurang daripada projek untuk dunia baru, dan ini adalah usaha yang sangat meragukan. Setakat ini kita tidak dapat menjawab soalan tentang kemungkinan hidup tanpa air, dan kita tidak akan mengetahui apa-apa tentang perkara ini sehingga kita menemui contoh kehidupan kontang.

Bolehkah ia meletup

Laut Hitam?

Pada tahun 1891, Profesor A. Lebedintsev menaikkan sampel air pertama dari kedalaman Laut Hitam. Sampel menunjukkan bahawa air di bawah 183 meter tepu dengan hidrogen sulfida. Kajian seterusnya mengesahkan bahawa Laut Hitam adalah lembangan hidrogen sulfida terbesar di dunia. 3500 - 4000 tahun dahulu Selat Gibraltar tidak wujud, dan Laut Mediterranean terbahagi kepada dua lembangan: laut luar di sebelah barat Sicily dan Laut Pedalaman di sebelah timurnya. Paras laut ini jauh lebih rendah daripada hari ini. Pada masa itu, Laut Hitam (Euxine Pontus) adalah air tawar, dan bekalan utama laut ini datang melalui Bosporus (Bosporus) kerana aliran sungai yang lebih besar di lembangan Laut Hitam. 3,500 tahun yang lalu, pergerakan ketara kerak Eropah berlaku ke arah barat, Selat Gibraltar terbentuk, dan air laut masin menaikkan paras laut ini ke tahap moden.

Flora dan fauna air tawar terkaya di Laut Hitam mati dan tenggelam ke dasar. Penguraian bahan protein di bahagian bawah tepu air dasar dengan hidrogen sulfida dan metana. Selepas peristiwa ini, paras hidrogen sulfida meningkat, dan pada masa kini ia kekal pada kedalaman 200 - 100 meter. Pada Ogos 1982, di bahagian timur laut, hidrogen sulfida ditemui pada kedalaman 60 meter, dan diameter "kubah" kenaikannya mencapai 120 km. Pada musim gugur, paras hidrogen sulfida menurun kepada 150 meter. Ini menunjukkan pelepasan hidrogen sulfida yang ketara dari kedalaman akibat gempa bumi di bahagian dasar laut.

Terdapat pelbagai hipotesis mengenai sebab pengekalan hidrogen sulfida pada kedalaman. Menurut beberapa saintis, hidrogen sulfida dalam keadaan terlarut hanya ditahan oleh tekanan ketara dari lapisan air (10-20 atmosfera). Jika anda mengeluarkan "palam" ini, air akan "mendidih", dan hidrogen sulfida akan cepat dilepaskan daripadanya dalam bentuk gas (dengan analogi dengan sebotol air berkarbonat).

10 tahun yang lalu, akibat gempa bumi di kawasan tasik kecil Afrika, hidrogen sulfida dibebaskan daripadanya. Gas itu merebak dalam lapisan dua hingga tiga meter di sepanjang tebing, yang membawa kepada kematian semua makhluk hidup akibat lemas. Saya juga masih ingat kisah saksi-saksi gempa bumi Crimea pada tahun 1927. Kemudian ribut petir berlaku, dan mata terpegun penduduk Yalta melihat api di laut - laut terbakar! Oleh itu, kehadiran hidrogen sulfida di Laut Hitam menimbulkan bahaya yang sangat serius kepada penduduk negara-negara di lembangannya.

Bahaya ini sangat bagus untuk kawasan pantai dengan pelepasan rendah, contohnya, Colchis. Di Colchis, gempa bumi bermagnitud tinggi berlaku pada tahun 1614 (kemusnahan kompleks Tsaish), pada tahun 1785, 1905, 1958 dan 1959. Nasib baik, kesemuanya tidak menjejaskan dasar laut. Keadaan ini lebih berbahaya di Crimea (Crimea cenderung meluncur ke arah laut) dan di sepanjang pantai Turki, yang mempunyai sesar kerak mudah alih. Hanya ada satu cara untuk mengurangkan bahaya "letupan" di Laut Hitam melalui penggunaan ekonomi intensif hidrogen sulfida sebagai bahan api. Mengepam air dalam melalui tangki pengendapan akan memberikan jumlah gas yang tidak terhad, yang boleh digunakan dalam loji kuasa haba dengan dos kalis letupan. Dengan pembakaran berpusat seperti hidrogen sulfida, adalah mungkin untuk menyelesaikan isu penggunaan sisa pembakaran yang mengandungi sulfur tanpa menjejaskan keadaan alam sekitar. Persidangan antarabangsa "Eco - Black Sea-90" melukis gambaran mengancam tekanan antropogenik ke atas ekosistem laut - Danube dan Dnieper sahaja setiap tahun membawa 30 tan merkuri dan racun lain ke dalam laut. Stok ikan laut telah berkurangan sepuluh kali ganda. Dalam perhubungan laut Mediterranean Pelan Biru sedang dilaksanakan di bawah naungan PBB. 110 universiti dan organisasi lain di Eropah disambungkan kepadanya. Hanya Laut Hitam tidak mempunyai pelan penyelamatan bersatu. Dan ia sangat diperlukan.

Sebab-sebab pembentukan hidrogen sulfida dalam air.

Sebatian hidrogen sulfida dan sulfur, sulfida dan bentuk sulfur terkurang lain bukanlah komponen biasa dan kekal bagi perairan laut.

Walau bagaimanapun, dalam keadaan tertentu, hidrogen sulfida dan sulfida boleh terkumpul dalam kuantiti yang ketara di lapisan dalam laut. Kawasan dengan kandungan hidrogen sulfida yang agak tinggi kadangkala boleh terbentuk walaupun pada kedalaman cetek. Tetapi pengumpulan sementara hidrogen sulfida di laut adalah tidak diingini, kerana penampilannya menyebabkan kematian fauna marin. Pada masa yang sama, kehadiran hidrogen sulfida dalam air laut adalah penunjuk ciri keadaan hidrologi tertentu, serta penggunaan intensif oksigen terlarut dan kehadiran sejumlah besar bahan mudah teroksida dari pelbagai asal.

Sumber utama hidrogen sulfida di laut ialah pengurangan biokimia sulfat terlarut (proses nyahsulfasi). Desulfasi di laut disebabkan oleh aktiviti sejenis bakteria desulfat anaerobik khas, yang mengurangkan sulfat kepada sulfida, yang kedua diuraikan oleh asid karbonik terlarut kepada hidrogen sulfida. Proses ini boleh diwakili secara skematik seperti berikut:

CaS + NaCO 3 → CaCO 3 + H 2 S.

Pada hakikatnya, proses ini lebih kompleks, dan dalam zon hidrogen sulfida bukan sahaja hidrogen sulfida bebas, tetapi juga bentuk lain produk pengurangan sulfat (sulfida, hidrosulfit, hiposulfit, dll.).

Dalam amalan hidrokimia, kandungan bentuk terkurang sebatian sulfur biasanya dinyatakan sebagai setara hidrogen sulfida. Hanya dalam kajian khas yang direka khas, pelbagai bentuk sulfur terkurang ditentukan secara berasingan. Takrifan ini tidak dibincangkan di sini.

Sumber kedua hidrogen sulfida di laut ialah penguraian anaerobik sisa organik protein yang kaya dengan sulfur bagi organisma mati. Protein yang mengandungi sulfur, terurai dengan kehadiran jumlah oksigen terlarut yang mencukupi, teroksida, dan sulfur yang terkandung di dalamnya bertukar menjadi ion sulfat. Di bawah keadaan anaerobik, pemecahan bahan protein yang mengandungi sulfur membawa kepada pembentukan bentuk mineral sulfur, iaitu hidrogen sulfida dan sulfida.

Kes-kes kejadian sementara keadaan anaerobik dan pengumpulan hidrogen sulfida yang berkaitan diperhatikan di laut Baltik dan Azov, serta di beberapa bibir dan teluk laut lain. Contoh klasik lembangan laut yang tercemar dengan hidrogen sulfida ialah Laut Hitam, di mana hanya lapisan permukaan atas yang agak nipis bebas daripada hidrogen sulfida.

Hidrogen sulfida dan sulfida yang timbul di bawah keadaan anaerobik mudah teroksida apabila oksigen terlarut dibekalkan, contohnya, semasa angin mencampurkan lapisan atas air yang berudara baik dengan perairan dalam yang tercemar dengan hidrogen sulfida. Memandangkan pengumpulan sementara hidrogen sulfida dan sebatian sulfur di laut adalah sangat penting sebagai penunjuk pencemaran air dan kemungkinan kematian fauna marin, pemerhatian kejadiannya amat diperlukan apabila mengkaji rejim hidrokimia laut.

Secara keseluruhan, terdapat 2 kaedah utama untuk menentukan jumlah dan kepekatan hidrogen sulfida di Laut Hitam: Kaedah analisis volumetrik dan kaedah Colorimetric, tetapi kaedah ini tidak diperakui secara metrologi.

Ledakan hidrogen sulfida.

Seperti yang dinyatakan sebelum ini, ciri Laut Hitam ialah kehadiran "lapisan hidrogen sulfida" di dalamnya. Ia telah ditemui seratus tahun yang lalu oleh seorang pelacur Rusia, yang menghidu tali yang diturunkan ke kedalaman, yang berbau samar-samar telur busuk. Tahap "lapisan hidrogen sulfida" berubah-ubah, kadang-kadang sempadannya naik ke kedalaman hanya 50 m. Pada tahun 1927, semasa gempa bumi besar Malah terdapat "api laut", dan tiang api diperhatikan di laut berhampiran Sevastopol dan Evpatoria.

Perestroika di USSR bertepatan dengan kenaikan lain dalam lapisan hidrogen sulfida, dan glasnost memberi akhbar maklumat yang menarik tentang "kebakaran laut" pada tahun 1927 (sebelum ini, apabila tidak ada tabiat menakutkan orang, maklumat ini tidak diterbitkan secara meluas). Keadaan yang mudah timbul untuk ledakan besar, dan ia "tidak terluka." Berikut adalah contoh ramalan histeria dari 1989-1990. hanya di akhbar pusat:

"Akhbar Sastera": "Apa yang akan berlaku jika, Allah melarang, terdapat gempa bumi baru di luar pantai Laut Hitam? Lebih banyak kebakaran laut? Atau satu kilat, satu obor besar? Hidrogen sulfida mudah terbakar dan beracun, ratusan ribu tan asid sulfurik akan berada di langit."

"Working Tribune": "Gempa bumi kecil sudah cukup untuk hidrogen sulfida datang ke permukaan Laut Hitam dan terbakar - dan pantainya akan bertukar menjadi padang pasir."

"Rahsia Teratas": "Kebetulan dalam masa dan ruang penurunan mendadak dalam tekanan atmosfera dan aliran menegak adalah mencukupi. Setelah mendidih, air akan memenuhi udara dengan wap beracun gas mudah terbakar. Di mana awan maut akan hanyut - hanya Tuhan Ia boleh menyebabkan kematian di pantai, mungkin dalam beberapa saat untuk menukar pesawat penumpang menjadi "orang Belanda yang terbang".

Akhirnya, M. S. Gorbachev sendiri memberi amaran kepada dunia tentang kiamat yang datang dari USSR. Beliau menyatakan dari podium Forum Global Antarabangsa mengenai Perlindungan dan Pembangunan Alam Sekitar untuk Kelangsungan Hidup (apakah nama forum itu!): "Had atas lapisan hidrogen sulfida di Laut Hitam sejak beberapa dekad yang lalu telah meningkat dari kedalaman. 200 m hingga 75 m dari permukaan. Sedikit lagi, dan melalui ambang Bosphorus ia akan pergi ke Laut Marmara, Aegean dan Mediterranean." Kenyataan ini diterbitkan dalam Pravda. Para saintis - ahli oseanologi dan ahli kimia - cuba menjelaskan kepada ahli politik bahawa semua ini adalah karut jahil (jadi mereka berfikiran naif). Data terkenal telah diterbitkan dalam jurnal saintifik:

1. "Kebakaran Laut" pada tahun 1927 tiada kaitan dengan hidrogen sulfida. Mereka diperhatikan di tempat yang terletak 60-200 km dari sempadan zon hidrogen sulfida. Alasan mereka ialah pembebasan gas metana asli dari sesar tektonik Krivoy Rog-Evpatoria ke permukaan semasa gempa bumi. Ini adalah kawasan yang mengandungi gas, penggerudian sedang dijalankan di sana untuk pengeluaran gas, dan gas asli meresap di kawasan air ini dalam bentuk "suar" diperhatikan dengan kerap. Semua ini diketahui umum, dan keengganan semua akhbar utama untuk menerbitkan sijil saintifik ini secara langsung menunjukkan bahawa ia adalah satu perkara yang disengajakan salah maklumat.

2. Kepekatan maksimum hidrogen sulfida di dalam air Laut Hitam ialah 13 mg seliter, iaitu 1000 kali kurang daripada yang diperlukan untuk dibebaskan daripada air dalam bentuk gas. Seribu kali! Oleh itu, tidak boleh bercakap tentang sebarang penyalaan, kemusnahan pantai dan pembakaran pelapik. Selama beratus-ratus tahun, orang telah menggunakan mata air hidrogen sulfida Matsesta untuk tujuan perubatan (mungkin M. S. Gorbachev sendiri menikmatinya). Kami tidak pernah mendengar sebarang letupan atau kebakaran; malah bau hidrogen sulfida di sana agak boleh diterima. Tetapi kandungan hidrogen sulfida di perairan Matsesta adalah ratusan kali lebih tinggi daripada di dalam air Laut Hitam. Terdapat kes apabila orang di lombong menemui jet hidrogen sulfida yang sangat pekat. Ini membawa kepada keracunan orang, tetapi tidak pernah ada dan tidak mungkin letupan - kepekatan letupan ambang hidrogen sulfida di udara adalah sangat tinggi.

3. Kepekatan maut hidrogen sulfida di udara adalah 670-900 mg setiap meter padu. Tetapi walaupun pada kepekatan 2 mg setiap meter padu, bau hidrogen sulfida tidak dapat ditanggung. Tetapi walaupun keseluruhan "lapisan hidrogen sulfida" Laut Hitam tiba-tiba dilemparkan ke permukaan oleh beberapa daya yang tidak diketahui, kandungan hidrogen sulfida di udara akan berkali-kali lebih rendah daripada tahap bau yang tidak dapat ditanggung. Ini bermakna ia beribu kali lebih rendah daripada tahap berbahaya kepada kesihatan. Jadi tidak boleh bercakap tentang keracunan.

4. Pemodelan matematik semua rejim yang boleh dibayangkan dalam turun naik dalam paras lautan dunia dan tekanan atmosfera ke atas Laut Hitam, yang dijalankan oleh ahli oseanologi berkaitan dengan pernyataan M. S. Gorbachev, menunjukkan bahawa aliran hidrogen sulfida ke Laut ​Marmara dan seterusnya, dengan keracunan tamadun Barat yang disayanginya, benar-benar mustahil - walaupun siklon tropika yang paling kuat yang diketahui melalui Yalta.

Semua ini diketahui secara menyeluruh; anomali hidrogen sulfida Laut Hitam telah dikaji selama seratus tahun oleh ramai saintis di seluruh dunia. Apabila akhbar Soviet memulakan ledakan ini, sebilangan saintis terkemuka, termasuk ahli akademik (!), beralih ke akhbar - tidak seorang pun daripada mereka yang memberi maklumat yang meyakinkan. Penerbitan paling popular yang kami berjaya masuk ialah jurnal Akademi Sains USSR "Nature", sebuah majalah untuk saintis. Tetapi ia tidak dapat dibandingkan dengan peredaran Pravda, Literaturnaya Gazeta, Ogonyok pada masa itu atau dengan pengaruh televisyen.

Sekumpulan ahli oseanologi (T.A. Aizatulin, D.Ya. Fashchuk dan A.V. Leonov) secara mendalam menyimpulkan salah satu artikel terakhir yang dikhaskan untuk masalah itu dalam Journal of All-Union Chemical Society (No. 4, 1990): "Bekerja dalam kerjasama Dengan penyelidik asing yang cemerlang, lapan generasi saintis tempatan telah mengumpul pengetahuan yang sangat besar tentang zon hidrogen sulfida Laut Hitam. Dan semua pengetahuan ini, terkumpul selama satu abad, ternyata tidak dituntut, tidak diperlukan. Pada masa yang paling penting, mereka telah digantikan dengan pembuatan mitos.

Penggantian ini bukan hanya satu lagi bukti krisis dalam bidang sosial yang menjadi milik sains. Disebabkan oleh beberapa ciri, ini, pada pendapat kami, adalah penunjuk yang jelas tentang malapetaka sosial. Keistimewaannya terletak pada fakta bahawa pada semua peringkat, pengetahuan kuantitatif yang boleh dipercayai tentang objek yang sangat spesifik, diukur dengan jelas, yang mana tidak ada perselisihan substantif dalam komuniti saintifik dunia, telah digantikan oleh mitos yang berbahaya dalam akibatnya. Pengetahuan ini mudah dipantau menggunakan alat pengukur yang biasa didapati seperti tali dan haluan perahu. Maklumat mengenainya boleh diperolehi dengan mudah dalam masa sepuluh minit hingga satu jam menggunakan saluran maklumat biasa atau panggilan telefon ke mana-mana institut oseanologi Akademi Sains USSR, Perkhidmatan Hidrometeorologi atau Kementerian Perikanan. Dan jika berhubung dengan pengetahuan yang ditakrifkan dengan baik itu, penggantian dengan mitos ternyata mungkin, maka kita pasti akan mengharapkannya dalam bidang pengetahuan yang bertentangan dan samar-samar seperti ekonomi dan politik.

Banyak krisis di mana masyarakat kita sedang menjunam adalah paya asal buatan. Anda hanya boleh lemas di dalamnya semasa berbaring. Untuk memberikan topografi paya krisis di kawasan kami, untuk menunjukkan kehadiran ufuk, mengangkat seseorang dari perutnya ke kakinya, adalah matlamat kajian ini."

Seperti yang diketahui, tidak mungkin untuk menaikkan lelaki Soviet "dari perutnya ke kakinya" di paya yang dibuat secara buatan - manipulator kesedaran yang berminat dan berdiri di atas kaki mereka tidak membenarkannya. Sekarang kami sedang mengkaji kes ini sebagai ahli patologi - kami sedang melakukan bedah siasat. Tetapi sambungannya juga sangat menarik - dengan kesedaran yang masih hidup.

Selepas matlamat sebenar psikosis hidrogen sulfida (sebagai sebahagian daripada program yang lebih besar) dicapai, tiba-tiba semua orang terlupa tentang hidrogen sulfida, serta tentang kilang-kilang protein dan aditif vitamin untuk makanan burung. Tetapi pada 7 Julai 1997, sama seperti tiba-tiba, selepas bertahun-tahun senyap sepenuhnya, program mengenai ancaman hidrogen sulfida sekali lagi disiarkan di televisyen. Kali ini, kecelaruan telah dilancarkan ke dalam kesedaran, meninggalkan jauh di belakang ramalan tahun 1989. Letupan semua hidrogen sulfida di Laut Hitam telah dijanjikan dengan kuasa sedemikian rupa sehingga ia, seperti peledak, akan menyebabkan letupan nuklear uranium, depositnya berada di Caucasus! Oleh itu, hidrogen sulfida dikaitkan dengan senjata nuklear- simbol bahaya moden.

Jadi bolehkah Laut Hitam meletup atau tidak?

Lembangan Azov-Laut Hitam pada awal abad kedua puluh merupakan formasi geofizik yang unik: Laut Azov air tawar cetek dan Laut Hitam laut dalam yang masin. Kebanyakan penduduk lembangan ini pergi ke Laut Azov pada musim bunga untuk bertelur, dan musim sejuk di Laut Hitam, yang dalam "bahagian"nya menyerupai kaca: sempit jalur pantai tiba-tiba berakhir pada kedalaman tiga kilometer.

Pembekal utama air tawar ke lembangan Azov-Laut Hitam adalah tiga sungai: Dnieper, Danube, Don. Air ini, bercampur dengan air masin semasa ribut, membentuk lapisan dua ratus meter yang boleh didiami. Di bawah tanda ini, organisma biologi tidak hidup di Laut Hitam. Hakikatnya ialah Laut Hitam berkomunikasi dengan lautan dunia melalui Selat Bosphorus yang sempit. Air hangat, diperkaya dengan oksigen dari Laut Hitam mengalir melalui selat ini di lapisan atas ke Laut Mediterranean. Di lapisan bawah Selat Bosphorus, air yang lebih sejuk dan lebih masin memasuki Laut Hitam. Struktur pertukaran air ini selama berjuta-juta tahun telah membawa kepada pengumpulan hidrogen sulfida di lapisan bawah Laut Hitam. H 2 S terbentuk dalam air hasil daripada penguraian bebas oksigen organisma biologi dan mempunyai bau ciri telur busuk. Mana-mana aquarist tahu dengan baik bahawa dalam akuarium yang besar, hidrogen sulfida secara beransur-ansur terkumpul di lapisan bawah dari semasa ke semasa akibat daripada pereputan sisa makanan dan tumbuhan. Penunjuk pertama ini ialah ikan mula berenang di lapisan permukaan. Pengumpulan selanjutnya H 2 S boleh menyebabkan kematian penghuni akuarium. Untuk mengeluarkan hidrogen sulfida daripada air, aquarists menggunakan pengudaraan buatan: mikrocompressor menyembur udara ke dalam lapisan bawah air. Dalam kes ini, dari masa ke masa, penyembur dan tanah berhampiran ditutup dengan salutan kuning - sulfur. Ahli kimia mengetahui dua jenis tindak balas pengoksidaan hidrogen sulfida:

1. H 2 S + O 2 → H 2 O + S

2. H 2 S + 4O 2 → H 2 SO 4

Hasil daripada tindak balas pertama, sulfur bebas dan air terbentuk. Apabila ia terkumpul, sulfur mungkin terapung ke permukaan dalam kepingan kecil.

Jenis kedua tindak balas pengoksidaan H 2 S berlaku secara meletup dengan kejutan haba awal. Akibatnya, asid sulfurik terbentuk. Doktor kadang-kadang perlu menangani kes-kes luka bakar usus pada kanak-kanak - akibat dari gurauan yang kelihatan tidak berbahaya. Hakikatnya ialah gas usus mengandungi hidrogen sulfida. Apabila kanak-kanak menyalakannya sebagai jenaka, api boleh menembusi usus. Hasilnya bukan sahaja luka bakar haba, tetapi juga luka bakar asid.

Ia adalah laluan kedua tindak balas pengoksidaan H 2 S yang diperhatikan oleh penduduk Yalta semasa gempa bumi pada tahun 1927. Gegaran seismik mengacau hidrogen sulfida laut dalam ke permukaan. Kekonduksian elektrik larutan akueus H 2 S lebih tinggi daripada air laut tulen. Oleh itu, nyahcas kilat elektrik paling kerap mengenai kawasan hidrogen sulfida yang dinaikkan dari kedalaman. Walau bagaimanapun, lapisan ketara air permukaan bersih memadamkan tindak balas berantai.

Menjelang permulaan abad ke-20, seperti yang telah disebutkan, lapisan atas air yang boleh didiami di Laut Hitam adalah 200 meter. Aktiviti teknogenik tanpa pemikiran telah menyebabkan pengurangan mendadak dalam lapisan ini. Pada masa ini, ketebalannya tidak melebihi 10-15 meter. Semasa ribut kuat, hidrogen sulfida naik ke permukaan, dan pelancong mungkin terhidu bau yang khas.

Pada awal abad ini, Sungai Don membekalkan sehingga 36 km3 air tawar ke lembangan Azov-Laut Hitam. Menjelang awal tahun 80-an, jumlah ini telah berkurangan kepada 19 km 3: industri metalurgi, struktur pengairan, pengairan lapangan, saluran paip air bandar... Pentauliahan loji kuasa nuklear Volga-Don akan mengambil masa 4 km 3 lagi air . Keadaan yang sama berlaku pada tahun-tahun perindustrian di sungai-sungai lain di lembangan.

Akibat penipisan lapisan permukaan air yang boleh dihuni, penurunan mendadak dalam organisma biologi berlaku di Laut Hitam. Sebagai contoh, pada tahun 50-an, populasi ikan lumba-lumba mencecah 8 juta individu. Pada masa kini, pertemuan ikan lumba-lumba di Laut Hitam telah menjadi sangat jarang berlaku. Peminat sukan bawah air sedihnya hanya memerhatikan sisa-sisa tumbuh-tumbuhan yang menyedihkan dan kumpulan ikan yang jarang ditemui. Tetapi itu bukan perkara yang paling teruk!

Jika gempa bumi Crimean berlaku hari ini, ia akan berakhir dengan malapetaka global: berbilion tan hidrogen sulfida diliputi oleh lapisan nipis air. Apakah senario untuk bencana yang mungkin berlaku?

Akibat daripada kejutan haba primer, letupan volumetrik H 2 S akan berlaku. Ini boleh menyebabkan proses tektonik yang kuat dan pergerakan plat litosfera, yang seterusnya, akan menyebabkan gempa bumi yang merosakkan seluruh dunia. Tetapi bukan itu sahaja! Letupan itu akan membebaskan berbilion tan asid sulfurik pekat ke atmosfera. Ini bukan hujan asid lemah moden selepas loji dan kilang kami. Hujan asid selepas letupan Laut Hitam akan membakar semua yang hidup dan tidak bernyawa di planet ini! Atau hampir semuanya...

Pada tahun 1976, projek yang mudah dan murah telah dicadangkan untuk dipertimbangkan. Maksud utamanya adalah seperti berikut: sungai gunung Caucasus membawa air tawar dari glasier cair ke laut. Mengalir melalui saluran berbatu cetek, air diperkaya dengan oksigen. Memandangkan ketumpatan air tawar adalah kurang daripada air masin, aliran sungai gunung, yang mengalir ke laut, merebak ke permukaannya. Jika air ini dimasukkan melalui paip ke dasar laut, maka keadaan pengudaraan air dalam akuarium direalisasikan. Ini memerlukan 4-5 km paip diturunkan ke dasar laut dan, paling banyak, beberapa puluh kilometer paip ke empangan kecil di dasar sungai. Hakikatnya adalah untuk mengimbangi kedalaman tiga kilometer air masin, air tawar mesti dibekalkan oleh graviti dari ketinggian 80-100 meter. Ini akan menjadi maksimum 10-20 km dari pantai. Semuanya bergantung kepada topografi kawasan pantai.

Beberapa sistem pengudaraan sedemikian pada mulanya boleh menghentikan proses kepupusan laut dan, dari masa ke masa, membawa kepada peneutralan lengkap H 2 S di kedalamannya. Adalah jelas bahawa proses ini bukan sahaja memungkinkan untuk menghidupkan semula flora dan fauna lembangan Azov-Laut Hitam, tetapi juga menghapuskan kemungkinan malapetaka global.

Walau bagaimanapun, seperti yang ditunjukkan oleh amalan, struktur kerajaan sama sekali tidak berminat dalam semua ini. Mengapa melabur, walaupun kecil, wang dalam peristiwa yang meragukan untuk menyelamatkan Bumi daripada malapetaka global? Walaupun, loji pengudaraan boleh memberikan "wang sebenar" - sulfur yang dibebaskan hasil daripada pengoksidaan hidrogen sulfida.

Tetapi tiada siapa boleh mengatakan dengan tepat bila Laut Hitam akan meletup. Untuk meramalkan terlebih dahulu kemungkinan kejadiannya, adalah perlu untuk mengatur perkhidmatan untuk memantau proses pergerakan tektonik blok kerak bumi di wilayah ini. Adalah lebih baik untuk bersedia untuk situasi sedemikian. Lagipun, orang hidup walaupun di kaki Vesuvius. Mereka yang tinggal di kawasan yang mungkin berlaku bencana seperti itu mesti mengatur gaya hidup mereka dengan sewajarnya.

Tetapi ini tidak begitu menakutkan seperti yang kelihatan pada pandangan pertama. Letupan Laut Hitam sebelum ini berlaku beberapa juta tahun yang lalu. Dalam evolusinya, aktiviti tektonik Bumi menjadi semakin tenang. Ada kemungkinan bahawa letupan seterusnya Laut Hitam akan berlaku dalam beberapa juta tahun lagi. Dan ini sudah menjadi masa yang besar walaupun untuk imaginasi manusia yang mudah.

Salah satu cara menggunakan hidrogen sulfida.

Ahli ekonomi dan pakar tenaga membuat kesimpulan bahawa tiada apa-apa untuk menggantikan tenaga nuklear dalam masa terdekat. Walaupun selepas Chernobyl semua orang menyedari bahayanya, terutamanya bagi negara yang mempunyai keadaan yang tidak stabil dan keganasan yang berleluasa. Malangnya, hari ini Rusia adalah salah satu daripada negara ini. Sementara itu, alternatif sebenar kepada tenaga nuklear wujud. Dalam arkib Yutkin L.A. Terdapat projek yang kini boleh menarik perhatian pekerja tenaga.

Selepas kejatuhan USSR, Rusia ditinggalkan dengan sebahagian kecil pantai Laut Hitam. Yutkin L.A. menggelar Laut Hitam sebagai gudang semula jadi yang unik dengan rizab tenaga yang tidak habis-habis: tenaga "Eldorado" dengan sumber bahan mentah yang boleh diperbaharui. Pengarang kesan elektrohidraulik, L.A. Yutkin, menghantar projeknya yang hebat dan pada masa yang sama sangat nyata pada tahun 1979 kepada Jawatankuasa Ciptaan Negeri dan Jawatankuasa Sains dan Teknologi Negeri USSR.

Projek ini berdasarkan kaedah untuk mengasingkan dan memperkayakan gas. Hakikatnya ialah perairan Laut Hitam di bawah kedalaman 100 meter mengandungi hidrogen sulfida yang terlarut di dalamnya. Ia amat penting bahawa, tidak seperti bahan api fosil lain, rizab hidrogen sulfida di Laut Hitam boleh diperbaharui. Seperti yang ditunjukkan oleh kajian, dan seperti yang dinyatakan sebelum ini, penambahan hidrogen sulfida berlaku disebabkan oleh dua sumber: aktiviti mikroorganisma yang mampu mengurangkan sulfur sulfat kepada sulfida dalam keadaan anaerobik, dan bekalan hidrogen sulfida, disintesis di kedalaman Caucasus. Gunung, dari retakan di kerak bumi. Kepekatan hidrogen sulfida dikawal oleh pengoksidaannya dalam lapisan permukaan air. Oksigen udara, larut dalam air, berinteraksi dengan hidrogen sulfida, mengubahnya menjadi asid sulfurik. Asid bertindak balas dengan garam mineral yang dilarutkan dalam air untuk membentuk sulfat. Proses ini berlaku serentak, yang menyebabkan keseimbangan dinamik ditubuhkan di Laut Hitam. Pengiraan menunjukkan bahawa setiap tahun, akibat pengoksidaan di Laut Hitam, tidak lebih daripada satu perempat daripada semua hidrogen sulfida ditukar menjadi sulfat.

Oleh itu, dari Laut Hitam, tanpa merosakkan ekologinya, serta mengurangkan kemungkinan "letupan" Laut Hitam, adalah mungkin untuk melepaskan kira-kira 250 juta tan hidrogen sulfida setiap tahun dengan keamatan tenaga kira-kira 10 12 kWh. (apabila dibakar, satu kilogram hidrogen sulfida memberikan kira-kira 4000 kcal.) . Ini sepadan dengan pengeluaran elektrik tahunan di bekas USSR dan dua kali ganda daripada Rusia. Akibatnya, Laut Hitam, sebagai penjana hidrogen sulfida, dapat memenuhi sepenuhnya keperluan tenaga domestik. Bagaimanakah idea hebat ini boleh dipraktikkan?

Untuk melakukan ini, Yutkin mencadangkan menaikkan lapisan bawah air laut dari kawasan kandungan hidrogen sulfida yang luar biasa tinggi ke ketinggian teknologi, di mana ia terdedah kepada kejutan elektrohidraulik, yang memastikan pelepasan hidrogen sulfida, dan kemudian kembali ke laut ( kesan elektrohidraulik). Gas yang terhasil mesti dicairkan dan dibakar, dan sulfur dioksida yang terhasil mesti dioksidakan menjadi asid sulfurik. Apabila membakar 1 kg hidrogen sulfida, anda boleh mendapatkan sehingga dua kilogram sulfur dioksida dan 4 × 10 3 kcal haba pulih. Apabila sulfur dioksida dioksidakan kepada asid sulfurik, tenaga juga dibebaskan. Setiap tan hidrogen sulfida, apabila dibakar, menghasilkan 2.9 tan asid sulfurik. Tenaga tambahan yang dijana semasa sintesisnya adalah sehingga 5 × 10 5 kcal untuk setiap tan asid yang dihasilkan.

Pengiraan menunjukkan bahawa untuk memenuhi semua keperluan elektrik negara-negara CIS, tanpa mengganggu ekologi laut, adalah perlu untuk memperuntukkan dan membakar 7,400 meter padu setiap tahun. km air laut. Pembakaran 2×5×10 8 tan hidrogen sulfida akan menghasilkan 7×3×10 8 tan asid sulfurik, yang sintesisnya akan menghasilkan tambahan 3×6×10 14 kcal haba atau 4×1×10 11 kW /j tenaga tambahan. Tenaga ini akan menyediakan semua kerja kitaran teknologi– mengepam air, rawatan elektrohidraulik, pemprosesannya, pemampatan dan pencairan gas yang terhasil.

Satu-satunya "sisa" daripada operasi loji kuasa tersebut ialah asid sulfurik, bahan mentah yang berharga untuk banyak industri lain.

Pada awal cadangan projek ini, ia dilarang daripada dilaksanakan.

Penipisan lapisan ozon

Pada tahun 1985, saintis atmosfera dari British Antarctic Survey melaporkan fakta yang sama sekali tidak dijangka: paras ozon musim bunga di atmosfera di atas stesen Hally Bay di Antartika menurun sebanyak 40% antara 1977 dan 1984. Kesimpulan ini tidak lama kemudian disahkan oleh penyelidik lain, yang juga menunjukkan bahawa kawasan kandungan ozon rendah melangkaui Antartika dan meliputi lapisan dari ketinggian 12 hingga 24 km, i.e. sebahagian besar stratosfera bawah. Kajian paling terperinci mengenai lapisan ozon di atas Antartika ialah Eksperimen Ozon Antartika Kapal Terbang antarabangsa. Semasa perjalanannya, saintis dari 4 negara mendaki beberapa kali ke kawasan kandungan ozon rendah dan mengumpul maklumat terperinci tentang saiznya dan proses kimia yang berlaku di dalamnya. Sebenarnya, ini bermakna terdapat "lubang" ozon di atmosfera kutub. Pada awal 80-an, menurut pengukuran dari satelit Nimbus-7, lubang serupa ditemui di Artik, walaupun ia meliputi kawasan yang lebih kecil dan penurunan paras ozon di dalamnya tidak begitu hebat - kira-kira 9%. Secara purata, paras ozon di Bumi jatuh sebanyak 5% dari 1979 hingga 1990.

Penemuan ini membimbangkan kedua-dua saintis dan orang awam kerana ia mencadangkan bahawa lapisan ozon yang mengelilingi planet kita berada dalam bahaya yang lebih besar daripada yang difikirkan sebelum ini. Penipisan lapisan ini boleh membawa kepada akibat yang serius bagi manusia. Kandungan ozon di atmosfera adalah kurang daripada 0.0001%, namun, ia adalah ozon yang menyerap sepenuhnya sinaran ultraungu keras matahari daripada panjang gelombang.<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.

Pembentukan ozon diterangkan oleh persamaan tindak balas:

Oksigen atom yang diperlukan untuk tindak balas ini melebihi paras 20 km dibentuk oleh pemisahan oksigen di bawah pengaruh sinaran ultraungu dengan<240 нм.

Di bawah tahap ini, foton sedemikian hampir tidak menembusi, dan atom oksigen terbentuk terutamanya semasa pemisahan foto nitrogen dioksida oleh foton ultraungu lembut dengan<400 нм:

Pemusnahan molekul ozon berlaku apabila ia mengenai zarah aerosol atau permukaan bumi, tetapi tenggelam utama ozon ditentukan oleh kitaran tindak balas pemangkin dalam fasa gas:

O 3 + Y → YO + O 2

YO + O → Y + O 2

di mana Y=NO, OH, Cl, Br

Idea bahaya pemusnahan lapisan ozon pertama kali dinyatakan pada akhir 1960-an, apabila dipercayai bahawa bahaya utama kepada zon atmosfera adalah pelepasan wap air dan nitrogen oksida (NO) daripada enjin pesawat pengangkut supersonik dan roket. Walau bagaimanapun, penerbangan supersonik berkembang pada kadar yang kurang pantas daripada yang dijangkakan. Pada masa ini, hanya Concorde digunakan untuk tujuan komersial, membuat beberapa penerbangan seminggu antara Amerika dan Eropah; di kalangan pesawat tentera, hampir hanya pengebom strategik supersonik terbang di stratosfera, seperti B1-B atau Tu-160 dan pesawat peninjau seperti SR-71 . Beban sedemikian tidak mungkin menimbulkan ancaman serius kepada lapisan ozon. Pembebasan nitrogen oksida dari permukaan bumi akibat daripada pembakaran bahan api fosil dan pengeluaran besar-besaran serta penggunaan baja nitrogen juga menimbulkan beberapa bahaya kepada lapisan ozon, tetapi nitrogen oksida tidak stabil dan mudah dimusnahkan di atmosfera yang lebih rendah. Pelancaran roket juga tidak begitu kerap berlaku, bagaimanapun, bahan api pepejal klorat yang digunakan dalam sistem angkasa lepas, contohnya dalam Space Shuttle atau penggalak roket pepejal Ariane, boleh menyebabkan kerosakan tempatan yang serius pada lapisan ozon di kawasan pelancaran.

Pada tahun 1974, M. Molina dan F. Rowland dari University of California, Irvine menunjukkan bahawa klorofluorokarbon (CFC) boleh menyebabkan penipisan ozon. Sejak itu, masalah yang dipanggil klorofluorokarbon telah menjadi salah satu masalah utama dalam penyelidikan mengenai pencemaran udara. Klorofluorokarbon telah digunakan selama lebih daripada 60 tahun sebagai penyejuk dalam peti sejuk dan penghawa dingin, propelan untuk campuran aerosol, agen berbuih dalam alat pemadam api, pembersih untuk peranti elektronik, dalam cucian kering pakaian, dan dalam pengeluaran plastik buih. Mereka pernah dilihat sebagai bahan kimia yang sesuai untuk kegunaan praktikal kerana ia sangat stabil dan tidak aktif, dan oleh itu tidak toksik. Walaupun nampaknya paradoks, ia adalah kelenturan sebatian ini yang menjadikannya berbahaya untuk ozon atmosfera. CFC tidak terurai dengan cepat di troposfera (lapisan bawah atmosfera yang terbentang dari permukaan bumi hingga ketinggian 10 km), seperti yang dilakukan, sebagai contoh, kebanyakan nitrogen oksida, dan akhirnya menembusi ke dalam stratosfera, had atas yang terletak pada ketinggian kira-kira 50 km. Apabila molekul CFC naik ke ketinggian kira-kira 25 km, di mana kepekatan ozon paling tinggi, ia terdedah kepada sinaran ultraungu yang sengit, yang tidak menembusi altitud yang lebih rendah disebabkan oleh kesan perisai ozon. Cahaya ultraungu memusnahkan molekul CFC yang stabil dalam keadaan biasa, yang terurai kepada komponen yang sangat reaktif, khususnya klorin atom. Oleh itu, CFC mengangkut klorin dari permukaan bumi melalui troposfera dan atmosfera yang lebih rendah, di mana kurang sebatian klorin lengai dimusnahkan, ke dalam stratosfera, ke lapisan dengan kepekatan tertinggi ozon. Adalah sangat penting bahawa klorin bertindak seperti pemangkin apabila memusnahkan ozon: semasa proses kimia jumlahnya tidak berkurangan. Akibatnya, satu atom klorin boleh memusnahkan sehingga 100,000 molekul ozon sebelum dinyahaktifkan atau dikembalikan ke troposfera. Pada masa ini, pelepasan CFC ke atmosfera berjumlah berjuta-juta tan, tetapi perlu diperhatikan bahawa walaupun dalam kes hipotesis pemberhentian sepenuhnya pengeluaran dan penggunaan CFC, keputusan serta-merta tidak dapat dicapai: kesan CFC telah dikeluarkan. ke atmosfera akan berterusan selama beberapa dekad. Jangka hayat atmosfera untuk dua CFC yang paling banyak digunakan, Freon-11 (CFCl 3) dan Freon-12 (CF 2 Cl 2), dipercayai masing-masing adalah 75 dan 100 tahun.

Nitrogen oksida boleh memusnahkan ozon, namun, ia juga boleh bertindak balas dengan klorin. Sebagai contoh:

2O 3 + Cl 2 → 2ClO + 2O 2

2ClO + NO → NO 2 + Cl 2

Semasa tindak balas ini, kandungan ozon tidak berubah. Reaksi lain adalah lebih penting:

ClO + NO 2 → ClONO 2

Nitrosil klorida yang terbentuk semasa proses ini ialah takungan klorin yang dipanggil. Klorin yang terkandung di dalamnya tidak aktif dan tidak boleh bertindak balas dengan ozon. Akhirnya molekul takungan sedemikian mungkin menyerap foton atau bertindak balas dengan beberapa molekul lain dan membebaskan klorin, tetapi ia mungkin juga melarikan diri dari stratosfera. Pengiraan menunjukkan bahawa jika tiada nitrogen oksida dalam stratosfera, pemusnahan ozon akan berlaku lebih cepat. Satu lagi takungan klorin yang penting ialah hidrogen klorida HCl, dibentuk oleh tindak balas klorin atom dan metana CH4.

Di bawah tekanan daripada hujah-hujah ini, banyak negara telah mula mengambil langkah-langkah yang bertujuan untuk mengurangkan pengeluaran dan penggunaan CFC. Sejak 1978, penggunaan CFC dalam aerosol telah diharamkan di Amerika Syarikat. Malangnya, penggunaan CFC di kawasan lain tidak terhad. Pada September 1987, 23 negara terkemuka di dunia menandatangani konvensyen di Montreal yang mewajibkan mereka mengurangkan penggunaan CFC. Mengikut persetujuan yang dicapai, negara maju mesti mengurangkan penggunaan CFC kepada separuh paras 1986 menjelang 1999. Pengganti yang baik untuk CFC telah pun ditemui untuk digunakan sebagai bahan dorong dalam aerosol - campuran propana-butana. Dari segi parameter fizikal, ia boleh dikatakan tidak kalah dengan freon, tetapi, tidak seperti mereka, ia mudah terbakar. Namun begitu, aerosol tersebut sudah pun dihasilkan di banyak negara, termasuk Rusia. Keadaan ini lebih rumit dengan unit penyejukan - pengguna freon kedua terbesar. Hakikatnya, disebabkan kekutubannya, molekul CFC mempunyai haba penyejatan yang tinggi, yang sangat penting untuk bendalir kerja dalam peti sejuk dan penghawa dingin. Pengganti freon yang paling terkenal hari ini ialah ammonia, tetapi ia adalah toksik dan masih lebih rendah daripada CFC dalam parameter fizikal. Keputusan yang baik diperolehi untuk hidrokarbon terfluorinasi sepenuhnya. Di banyak negara, pengganti baru sedang dibangunkan dan hasil praktikal yang baik telah dicapai, tetapi masalah ini masih belum diselesaikan sepenuhnya.

Penggunaan freon berterusan dan masih jauh daripada menstabilkan tahap CFC di atmosfera. Oleh itu, menurut Rangkaian Pemantauan Perubahan Iklim Global, dalam keadaan latar belakang - di pantai lautan Pasifik dan Atlantik dan di pulau-pulau, jauh dari kawasan perindustrian dan padat penduduk - kepekatan freon -11 dan -12 kini berkembang pada tahap kadar 5-9% setahun. Kandungan sebatian klorin aktif secara fotokimia dalam stratosfera kini 2-3 kali lebih tinggi berbanding tahap 50-an, sebelum permulaan pengeluaran freon yang pesat.

Pada masa yang sama, ramalan awal meramalkan, sebagai contoh, bahawa jika tahap semasa pelepasan CFC dikekalkan, menjelang pertengahan abad ke-21. Kandungan ozon dalam stratosfera boleh jatuh separuh; mungkin mereka terlalu pesimis. Pertama, lubang di atas Antartika sebahagian besarnya adalah akibat daripada proses meteorologi. Pembentukan ozon hanya mungkin dengan kehadiran sinaran ultraviolet dan tidak berlaku semasa malam kutub. Pada musim sejuk, pusaran berterusan terbentuk di atas Antartika, menghalang kemasukan udara kaya ozon dari latitud pertengahan. Oleh itu, menjelang musim bunga, walaupun sedikit klorin aktif boleh menyebabkan kerosakan serius pada lapisan ozon. Pusaran sedemikian hampir tidak ada di Artik, jadi di hemisfera utara penurunan kepekatan ozon adalah lebih sedikit. Ramai penyelidik percaya bahawa proses pemusnahan ozon dipengaruhi oleh awan stratosfera kutub. Awan altitud tinggi ini, yang lebih kerap diperhatikan di Antartika daripada di Artik, terbentuk pada musim sejuk, apabila, dalam ketiadaan cahaya matahari dan dalam keadaan pengasingan meteorologi Antartika, suhu di stratosfera turun di bawah - 80 0 C. Ia boleh diandaikan bahawa sebatian nitrogen terpeluwap, membeku dan kekal dikaitkan dengan zarah awan dan oleh itu dihalang daripada bertindak balas dengan klorin. Mungkin juga zarah awan boleh memangkinkan pecahan takungan ozon dan klorin. Semua ini menunjukkan bahawa CFC mampu menyebabkan penurunan ketara dalam kepekatan ozon hanya dalam keadaan atmosfera tertentu Antartika, dan untuk kesan ketara di latitud pertengahan, kepekatan klorin aktif mestilah lebih tinggi. Kedua, apabila lapisan ozon dimusnahkan, sinaran ultraungu yang keras akan mula menembusi lebih dalam ke atmosfera. Tetapi ini bermakna pembentukan ozon masih akan berlaku, tetapi hanya sedikit lebih rendah, di kawasan yang mempunyai lebih banyak oksigen. Benar, dalam kes ini lapisan ozon akan lebih mudah terdedah kepada peredaran atmosfera.

Walaupun penilaian awal yang suram telah disemak, ini tidak bermakna tiada masalah. Sebaliknya, menjadi jelas bahawa tidak ada bahaya serius serta-merta. Malah anggaran yang paling optimistik meramalkan, pada tahap semasa pelepasan CFC ke atmosfera, gangguan biosfera yang serius pada separuh kedua abad ke-21, jadi masih perlu untuk mengurangkan penggunaan CFC.

Potensi kesan manusia terhadap alam semula jadi sentiasa berkembang dan telah mencapai tahap yang mungkin menyebabkan kerosakan yang tidak boleh diperbaiki kepada biosfera. Ini bukan kali pertama bahan yang telah lama dianggap benar-benar tidak berbahaya ternyata sangat berbahaya. Dua puluh tahun yang lalu, hampir tidak ada orang yang dapat membayangkan bahawa tin aerosol biasa boleh menimbulkan ancaman serius kepada planet ini secara keseluruhan. Malangnya, tidak selalu mungkin untuk meramalkan dalam masa bagaimana sebatian tertentu akan menjejaskan biosfera. Walau bagaimanapun, dalam kes CFC terdapat kemungkinan sedemikian: semua tindak balas kimia yang menggambarkan proses pemusnahan ozon oleh CFC adalah sangat mudah dan telah diketahui sejak sekian lama. Tetapi walaupun selepas masalah CFC dirumuskan pada tahun 1974, satu-satunya negara yang mengambil sebarang langkah untuk mengurangkan pengeluaran CFC ialah Amerika Syarikat, dan langkah-langkah ini tidak mencukupi sama sekali. Ia memerlukan demonstrasi yang cukup kuat tentang bahaya CFC untuk tindakan serius yang akan diambil pada skala global. Perlu diingat bahawa walaupun selepas penemuan lubang ozon, pengesahan Konvensyen Montreal pada satu masa dalam bahaya. Mungkin masalah CFC akan mengajar kita untuk merawat dengan lebih perhatian dan berhati-hati semua bahan yang memasuki biosfera akibat daripada aktiviti manusia.

Yuran penemuan

Berikut adalah beberapa episod dari kawasan ini. Sebuah kapal kaca tertutup yang mengandungi sebatian arsenik meletup di tangan ahli kimia Jerman Robert-Wilhelm Bunsen (1811-1899). Saintis itu dibiarkan tanpa mata kanannya dan diracun teruk. Tangan Bunsen menjadi sangat kasar dan berparut akibat bekerja dengan bahan kimia sehingga di khalayak ramai dia lebih suka menyembunyikannya di bawah meja. Tetapi di makmal, dia menunjukkan "kebal" mereka dengan meletakkan jari telunjuknya ke dalam api gas "penunu Bunsen" dan menahannya di sana selama beberapa saat sehingga bau tanduk terbakar merebak; Pada masa yang sama, dia dengan tenang berkata: "Lihat, tuan-tuan, di tempat ini suhu nyalaan melebihi seribu darjah."

Ahli kimia Perancis Charles-Adolphe Wurtz (1817-1884), presiden Akademi Sains Paris, mengalami letupan kuat apabila memanaskan campuran fosforus triklorida PC1 3 dan natrium Na dalam tabung uji terbuka. Serpihan itu mencederakan muka dan tangannya dan masuk ke matanya. Ia tidak mungkin untuk mengeluarkannya dari mata dengan segera. Walau bagaimanapun, secara beransur-ansur, mereka mula keluar sendiri. Hanya beberapa tahun kemudian pakar bedah memulihkan penglihatan normal Wurtz.

Ahli fizik dan kimia Perancis Pierre-Louis Dulong (1785-1838), ahli Akademi Sains Paris, membayar mahal untuk penemuan bahan letupan triklorin nitrida C1 3 N: dia kehilangan mata dan tiga jari. Davy, semasa mengkaji sifat-sifat bahan ini, juga hampir kehilangan penglihatannya.

Ahli akademik Rusia Leman meninggal dunia akibat keracunan arsenik, yang memasuki paru-paru dan esofagusnya semasa letupan balas di makmal.

Ahli kimia Jerman Liebig hampir mati apabila dia secara tidak sengaja menjatuhkan alu yang digunakannya untuk mengisar kristal dalam mortar ke dalam balang logam di mana fulminat merkuri yang sangat meletup, "mercury fulminate" Hg(CNO) 2, disimpan. Letupan itu merobek bumbung rumah, tetapi Liebig sendiri hanya tercampak ke dinding, dan dia melarikan diri dengan lebam.

Ahli akademik Rusia Lovitz meracuni dirinya dengan klorin pada tahun 1790. Pada kesempatan ini, beliau menulis: “Selain rasa sakit di dada saya yang berlarutan hampir lapan hari, berlaku juga apabila, disebabkan kecuaian saya... gas keluar ke udara, saya tiba-tiba tidak sedarkan diri dan jatuh. ke tanah."

Gay-Lussac dan Thénard, dalam salah satu percubaan mereka untuk mendapatkan kalium dengan memanaskan campuran kalium hidroksida KOH dan serbuk besi Fe mengikut tindak balas:

6KOH + 2Fe = 6K + Fe 2 O 3 + 3H 2 O

hampir mati akibat letupan pemasangan makmal. Gay-Lussac menghabiskan hampir sebulan setengah di atas katil, pulih daripada lukanya. Satu lagi kisah berlaku dengan Tenar. Pada tahun 1825, semasa kuliah tentang kimia merkuri, bukannya air gula, dia tersilap menghirup dari gelas yang mengandungi larutan sublimat (merkuri klorida HgCl 2), racun yang kuat. Dia dengan tenang meletakkan kembali gelas itu dan dengan tenang mengumumkan: “Tuan-tuan, saya telah meracuni diri saya sendiri. Telur mentah boleh membantu saya, sila bawa kepada saya.” Pelajar yang ketakutan bergegas ke kedai dan rumah jiran, dan tidak lama kemudian timbunan telur menjulang tinggi di hadapan profesor. Tenar termakan telur mentah yang dibancuh dengan air. Ini menyelamatkannya. Telur mentah adalah penawar yang sangat baik untuk keracunan garam merkuri.

Ahli akademik Rusia Nikita Petrovich Sokolov (1748-1795) meninggal dunia akibat keracunan fosforus dan arsenik semasa mengkaji sifat sebatian mereka.

Kematian awal Scheele pada usia empat puluh empat tahun nampaknya disebabkan oleh keracunan dengan hidrogen sianida HCN dan arsin AsH 3 yang pertama kali diperolehnya, ketoksikan kuat yang tidak disyaki oleh Scheele.

Ahli kimia Rusia Vera Evstafievna Bogdanovskaya (1867-1896) meninggal dunia pada usia dua puluh sembilan tahun ketika cuba melakukan tindak balas antara fosforus putih P 4 dan asid hidrosianik HCN. Ampul yang mengandungi dua bahan itu meletup dan mencederakan tangannya. Keracunan darah bermula, dan empat jam selepas letupan Bogdanovskaya meninggal dunia.

Ahli kimia Amerika James Woodhouse (1770-1809) meninggal dunia pada usia tiga puluh sembilan tahun akibat keracunan sistematik dengan karbon monoksida CO, tidak menyedari ketoksikan gas ini. Dia sedang meneliti pengurangan bijih besi dengan arang:

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

Semasa kajian, karbon monoksida CO - "karbon monoksida" - telah dikeluarkan.

Ahli kimia Inggeris William Cruikshank (1745-1810) hilang akal pada tahun-tahun terakhir hidupnya akibat keracunan secara beransur-ansur dengan klorin C1 2, karbon monoksida CO dan karbon oksida diklorida CC1 2 O (phosgene), sintesis dan kajian sifat yang diceburinya.

Ahli kimia Jerman Adolf von Bayer (1835-1917), pemenang Hadiah Nobel, mensintesis metildichloroarsine CH 3 AsCl 2 pada masa mudanya. Kerana tidak mengetahui bahawa bahan ini adalah racun yang kuat, dia memutuskan untuk menghidunya. Bayer serta-merta mula tercekik dan tidak lama kemudian tidak sedarkan diri. Dia diselamatkan oleh Kekule, yang menarik Bayer keluar ke udara segar. Bayer ialah pelatih Kekule.

Logam nadir adalah masa depan teknologi baharu

Angka dan fakta

Banyak logam nadir, yang untuk masa yang lama didapati kurang digunakan, kini digunakan secara meluas di seluruh dunia. Mereka menghidupkan bidang baharu industri moden, sains dan teknologi - seperti tenaga suria, pengangkutan leviti magnet berkelajuan tinggi, optik inframerah, optoelektronik, laser dan komputer generasi terkini.

Menggunakan keluli aloi rendah yang mengandungi hanya 0.03-0.07% niobium dan 0.01-0.1% vanadium, adalah mungkin untuk mengurangkan berat struktur sebanyak 30-40% dalam pembinaan jambatan, bangunan berbilang tingkat, saluran paip gas dan minyak, dan peralatan penggerudian penerokaan geologi dan lain-lain. Pada masa yang sama, hayat perkhidmatan struktur meningkat sebanyak 2-3 kali.

Magnet menggunakan bahan superkonduktor berasaskan niobium memungkinkan untuk membina hoverkraf di Jepun, mencapai kelajuan sehingga 577 km/j.

Sebuah kereta Amerika biasa menggunakan 100 kg keluli HSLA dengan niobium, vanadium, nadir bumi, 25 bahagian yang diperbuat daripada aloi tembaga-berilium, zirkonium, yttrium. Pada masa yang sama, berat kereta di Amerika Syarikat (dari 1980 hingga 1990) menurun sebanyak 1.4 kali. Sejak 1986, kereta mula dilengkapi dengan magnet yang mengandungi neodymium (37 g neodymium setiap kereta)

Kenderaan elektrik dengan bateri litium, kenderaan bahan api hidrogen dengan lanthanum nitride dan lain-lain sedang dibangunkan secara intensif.

Syarikat Amerika Westinghouse telah membangunkan sel bahan api suhu tinggi berdasarkan zirkonium dan yttrium oksida, yang meningkatkan kecekapan loji kuasa haba daripada 35 hingga 60%.

Melalui pengenalan peranti pencahayaan cekap tenaga dan peralatan elektronik yang dibuat menggunakan unsur-unsur yang jarang ditemui, Amerika Syarikat menjangka dapat menjimatkan sehingga 50% tenaga elektrik daripada 420 bilion kW/jam yang dibelanjakan untuk pencahayaan. Di Jepun dan Amerika Syarikat, lampu dengan fosfor yang mengandungi yttrium, europium, terbium, dan serium telah dicipta. Lampu 27 W berjaya menggantikan lampu pijar 60-75 W. Penggunaan elektrik untuk pencahayaan dikurangkan sebanyak 2-3 kali.

Penggunaan tenaga suria adalah mustahil tanpa galium. NASA AS merancang untuk melengkapkan satelit angkasa lepas dengan sel solar berasaskan galium arsenide.

Kadar pertumbuhan penggunaan logam nadir dalam elektronik adalah sangat tinggi. Pada tahun 1984, nilai jualan global litar bersepadu menggunakan gallium arsenide ialah $30 juta; pada tahun 1990, ia sudah dianggarkan $1 bilion.

Penggunaan unsur nadir bumi (nadir bumi) dan renium logam nadir dalam keretakan minyak membolehkan Amerika Syarikat mengurangkan secara mendadak penggunaan platinum mahal, sambil meningkatkan kecekapan proses dan meningkatkan hasil petrol oktana tinggi sebanyak 15 peratus .

Di China, nadir bumi berjaya digunakan dalam pertanian untuk menyuburkan padi, gandum, jagung, tebu, bit gula, tembakau, teh, kapas, kacang tanah, buah-buahan, dan bunga. Penuaian tanaman makanan meningkat sebanyak 5-10%, tanaman teknikal - lebih daripada 10%. Kualiti gandum telah bertambah baik kerana kandungan protein dan lisin yang lebih tinggi, kandungan gula buah-buahan, tebu dan bit telah meningkat, warna bunga telah bertambah baik, dan kualiti teh dan tembakau telah bertambah baik.

Di Kazakhstan, atas cadangan saintis Rusia, kaedah baru untuk menggunakan nadir bumi dalam pertanian yang dibangunkan oleh F.V. Saikin telah digunakan. Eksperimen telah dijalankan di kawasan yang luas dan mencapai kesan yang sangat baik - peningkatan dalam hasil kapas, gandum dan tanaman lain sebanyak 65%. Kecekapan tinggi sedemikian dicapai, pertama sekali, kerana fakta bahawa mereka tidak menggunakan campuran semua nadir bumi pada masa yang sama, seperti yang diamalkan di China, tetapi hanya satu neodymium (kerana sesetengah lantanida tidak meningkatkan produktiviti, tetapi, pada sebaliknya kurangkan). Kedua, seperti yang mereka lakukan di China, mereka tidak melakukan penyemburan intensif buruh tanaman pertanian semasa tempoh berbunga mereka. Sebaliknya, mereka hanya merendam bijirin sebelum menyemai dalam larutan akueus yang mengandungi neodymium. Operasi ini lebih mudah dan lebih murah.

Sehingga baru-baru ini, yttrium digunakan sangat jarang dalam teknologi, dan pengekstrakannya sesuai - diukur dalam kilogram. Tetapi ternyata yttrium mampu secara mendadak meningkatkan kekonduksian elektrik kabel aluminium dan kekuatan bahan struktur seramik baru. Ini menjanjikan kesan ekonomi yang sangat besar. Minat terhadap yttrium dan yttrium lantanida – samarium, europium, dan tribium – telah berkembang dengan ketara.

Scandium (harganya pada satu masa adalah urutan magnitud lebih tinggi daripada harga emas), berkat gabungan unik beberapa sifatnya, kini menikmati peningkatan minat dalam teknologi penerbangan, roket dan laser.

Nilai hidrogen... seseorang

Adalah diketahui bahawa darah orang yang sihat mempunyai pH 7.3-7.4. Lebih tepat lagi, plasma darah mempunyai pH kira-kira 7.36 - iaitu kepekatan kation oksonium H 3 O + di sini ialah 4.4. 10 -8 mol/l. Dan kandungan ion OH hidroksida dalam plasma darah ialah 2.3. 10 -7 mol/l, lebih kurang 5.3 kali ganda. Oleh itu, tindak balas darah adalah sangat sedikit alkali.

Perubahan dalam kepekatan kation oxonium dalam darah biasanya tidak ketara, pertama, disebabkan oleh peraturan fisiologi berterusan keseimbangan asid-bes semasa hayat badan, dan kedua, disebabkan oleh kehadiran "sistem penampan" khas dalam darah. .

Sistem penampan dalam kimia ialah campuran asid lemah dengan garam asid yang sama (atau bes lemah dengan garam bes yang sama). Contoh sistem penimbal ialah larutan campuran asid asetik CH 3 COOH dan natrium asetat CH 3 COONa atau ammonia hidrat NH 3 . H 2 O dan ammonium klorida NH 4 Cl. Disebabkan oleh keseimbangan kimia yang kompleks, sistem penimbal darah mengekalkan nilai pH yang lebih kurang tetap walaupun dengan pengenalan asid atau alkali "tambahan".

Untuk plasma darah, sistem penampan yang paling penting ialah karbonat (ia terdiri daripada natrium bikarbonat NaHCO 3 dan asid karbonik H 2 CO 3), serta ortofosfat (natrium hidrogen ortofosfat dan dihidrogen ortofosfat Na 2 HPO 4 dan NaH 2 PO 4) dan protein (hemoglobin).

Sistem penimbal karbonat berfungsi dengan baik untuk mengawal keasidan darah. Sekiranya peningkatan jumlah asid laktik memasuki darah, yang terbentuk dalam otot daripada glukosa semasa kerja fizikal yang berat, maka ia dinetralkan. Ini menghasilkan asid karbonik, yang dikeluarkan sebagai gas karbon dioksida, yang dihembus keluar melalui paru-paru.
Apabila terlalu banyak tenaga atau penyakit berlaku, terlalu banyak asid organik memasuki darah, mekanisme pengawalseliaan gagal, dan darah menjadi terlalu berasid. Jika pH darah menghampiri 7.2, ini adalah isyarat gangguan serius dalam fungsi penting badan, dan pada pH 7.1 dan ke bawah, perubahan tidak dapat dipulihkan boleh membawa kepada kematian.

Dan jus gastrik manusia mengandungi asid dan mempunyai julat pH dari 0.9 hingga 1.6. Oleh kerana sejumlah besar asid hidroklorik, jus gastrik mempunyai kesan bakteria.

Jus usus mempunyai reaksi yang hampir neutral (pH dari 6.0 hingga 7.6). Sebaliknya, air liur manusia sentiasa beralkali (pH 7.4 – 8.0).

Dan keasidan "jus manusia" dikawal oleh air kencing, di mana kepekatan kation oksonium H 3 O + sangat tidak stabil: pH cecair ini boleh menurun kepada 5.0 dan bahkan 4.7 atau meningkat kepada 8.0 - bergantung kepada keadaan metabolisme seseorang.

Persekitaran berasid menyekat aktiviti mikroorganisma berbahaya dan oleh itu berfungsi sebagai sejenis perlindungan terhadap jangkitan. Tetapi persekitaran alkali adalah isyarat kehadiran proses keradangan, dan oleh itu penyakit.

Teknologi hidrogen masa depan dalam industri automotif

Tesis "hidrogen adalah bahan api masa depan" semakin kerap didengari. Kebanyakan pembuat kereta utama sedang bereksperimen dengan sel bahan api. Kereta eksperimen sedemikian muncul dalam jumlah besar di pameran. Tetapi terdapat dua syarikat yang mengambil pendekatan berbeza untuk menukar kereta kepada kuasa hidrogen.

Pakar mengaitkan "masa depan hidrogen" pengangkutan motor terutamanya dengan sel bahan api. Semua orang mengenali daya tarikan mereka.

Tiada bahagian yang bergerak, tiada letupan. Hidrogen dan oksigen bergabung secara senyap dan damai dalam "kotak dengan membran" (inilah cara anda boleh membayangkan sel bahan api dengan cara yang mudah) dan menghasilkan wap air serta elektrik.

Ford, General Motors, Toyota, Nissan dan banyak syarikat lain bersaing dengan kereta konsep sel bahan api dan akan mengatasi semua orang dengan pengubahsuaian hidrogen beberapa model biasa mereka.

Stesen pengisian hidrogen telah pun muncul di beberapa tempat di Jerman, Jepun, dan Amerika Syarikat. Stesen elektrolisis air pertama sedang dibina di California, menggunakan arus yang dijana oleh panel solar. Eksperimen serupa sedang dijalankan di seluruh dunia.

Adalah dipercayai bahawa hanya hidrogen yang dihasilkan dengan cara yang mesra alam (angin, matahari, air) akan benar-benar memberikan kita planet yang bersih. Lebih-lebih lagi, menurut pakar, hidrogen "siri" tidak akan lebih mahal daripada petrol. Terutama menarik di sini ialah penguraian air pada suhu tinggi dengan kehadiran mangkin.

Mengenai keramahan alam sekitar yang meragukan pengeluaran panel solar; atau masalah kitar semula bateri untuk kenderaan sel bahan api (sebenarnya hibrid, kerana ini adalah kenderaan elektrik dengan loji kuasa hidrogen di atas kapal) - jurutera lebih suka bercakap kedua atau ketiga.

Sementara itu, terdapat satu lagi cara untuk memperkenalkan hidrogen ke dalam kenderaan - membakarnya dalam enjin pembakaran dalaman. Pendekatan ini dianuti oleh BMW dan Mazda. Jurutera Jepun dan Jerman melihat kelebihan mereka dalam hal ini.

Pertambahan berat kereta hanya datang daripada sistem bahan api hidrogen, manakala dalam kereta sel bahan api keuntungan (sel bahan api, sistem bahan api, motor elektrik, penukar arus, bateri berkuasa) dengan ketara melebihi "penjimatan" daripada mengeluarkan enjin pembakaran dalaman dan penghantaran mekanikalnya.

Kerugian dalam ruang berguna juga kurang untuk kereta dengan enjin pembakaran dalaman hidrogen (walaupun tangki hidrogen dalam kedua-dua kes memakan sebahagian daripada batang). Kerugian ini boleh dikurangkan kepada sifar dengan membuat kereta (dengan enjin pembakaran dalaman) yang menggunakan hidrogen sahaja. Tetapi di sinilah kad truf utama "schismatics" Jepun dan Jerman dimainkan.

Pendekatan ini, menurut pembuat kereta, akan memudahkan peralihan beransur-ansur kenderaan hanya kepada kuasa hidrogen. Lagipun, pelanggan akan dapat membeli kereta sedemikian dengan hati nurani yang bersih hanya apabila sekurang-kurangnya satu stesen pengisian hidrogen muncul di wilayah tempat dia tinggal. Dan dia tidak perlu risau tentang tersekat darinya dengan tangki hidrogen kosong.

Sementara itu, pengeluaran bersiri dan jualan besar-besaran kenderaan sel bahan api akan terjejas untuk masa yang lama oleh bilangan kecil stesen minyak tersebut. Ya, dan kos sel bahan api masih tinggi. Di samping itu, menukar enjin pembakaran dalaman konvensional (dengan tetapan yang sesuai) kepada hidrogen bukan sahaja menjadikannya lebih bersih, tetapi juga meningkatkan kecekapan haba dan meningkatkan fleksibiliti operasi.

Hakikatnya ialah hidrogen mempunyai julat perkadaran pencampuran yang lebih luas dengan udara, berbanding dengan petrol, di mana pencucuhan campuran masih boleh dilakukan. Dan hidrogen terbakar sepenuhnya, walaupun berhampiran dinding silinder, di mana dalam enjin petrol campuran kerja yang tidak terbakar biasanya kekal.

Jadi, sudah diputuskan - kami "menyuap" hidrogen ke enjin pembakaran dalaman. Sifat fizikal hidrogen berbeza dengan ketara daripada petrol. Orang Jerman dan Jepun terpaksa memerah otak mereka tentang sistem kuasa. Tetapi hasilnya berbaloi.

Kereta hidrogen yang ditunjukkan oleh BMW dan Mazda menggabungkan dinamik tinggi yang biasa kepada pemilik kereta konvensional dengan pelepasan sifar. Dan yang paling penting, ia lebih sesuai untuk pengeluaran besar-besaran daripada kenderaan sel bahan api "ultra-inovatif".

BMW dan Mazda membuat langkah dengan mencadangkan peralihan beransur-ansur kenderaan kepada hidrogen. Jika anda membina kereta yang boleh dikuasakan oleh kedua-dua hidrogen dan petrol, kata jurutera Jepun dan Jerman, maka revolusi hidrogen akan berubah menjadi "baldu". Maksudnya ia lebih nyata.

Pembuat kereta dua syarikat terkenal mengatasi semua kesukaran yang berkaitan dengan hibridisasi tersebut. Seperti kereta sel bahan api, yang diramalkan akan menjelma tidak lama lagi, pencipta kereta dengan enjin pembakaran dalaman hidrogen terlebih dahulu harus memutuskan cara menyimpan hidrogen di dalam kereta.

Pilihan yang paling menjanjikan ialah hidrida logam - bekas dengan aloi khas yang menyerap hidrogen ke dalam kekisi kristal mereka dan melepaskannya apabila dipanaskan. Ini memastikan keselamatan penyimpanan tertinggi dan ketumpatan pembungkusan bahan api tertinggi. Tetapi ini adalah pilihan yang paling menyusahkan dan yang paling lama dari segi pelaksanaan besar-besaran.

Lebih hampir kepada pengeluaran besar-besaran ialah sistem bahan api dengan tangki di mana hidrogen disimpan dalam bentuk gas di bawah tekanan tinggi (300-350 atmosfera), atau dalam bentuk cecair, pada suhu yang agak rendah tetapi rendah (253 darjah Celsius di bawah sifar). Oleh itu, dalam kes pertama kita memerlukan silinder yang direka untuk tekanan tinggi, dan dalam kedua - penebat haba yang kuat.

Pilihan pertama adalah lebih berbahaya, tetapi dalam tangki sedemikian hidrogen boleh disimpan untuk masa yang lama. Dalam kes kedua, keselamatan adalah lebih tinggi, tetapi anda tidak boleh meletakkan kereta hidrogen selama satu atau dua minggu. Lebih tepat lagi, anda akan memasukkannya, tetapi hidrogen akan menjadi panas, sekurang-kurangnya perlahan. Tekanan akan meningkat, dan injap keselamatan akan mula mengalirkan bahan api mahal ke atmosfera.

Mazda memilih pilihan dengan tangki tekanan tinggi, BMW - dengan hidrogen cecair.

Orang Jerman memahami semua kelemahan skim mereka, tetapi kini BMW sudah bereksperimen dengan sistem penyimpanan yang luar biasa, yang akan dipasang pada kereta hidrogen seterusnya.

Semasa kenderaan sedang beroperasi, udara cecair dijana daripada atmosfera sekeliling dan dipam ke dalam celah antara dinding tangki hidrogen dan penebat haba luaran. Dalam tangki sedemikian, hidrogen hampir tidak panas manakala udara cecair dalam "jaket" luar menyejat. Dengan peranti sedemikian, kata BMW, hidrogen dalam kereta terbiar boleh disimpan hampir tanpa kehilangan selama kira-kira 12 hari.

Isu penting seterusnya ialah kaedah membekalkan bahan api kepada enjin. Tetapi di sini mula-mula kita perlu beralih kepada kereta sendiri.

BMW telah mengendalikan kumpulan hidrogen eksperimen "sevens" selama beberapa tahun sekarang. Ya, orang Bavaria menukar model perdana kepada hidrogen. Perhatikan bahawa BMW membina kereta hidrogen pertama pada tahun 1979, tetapi hanya dalam beberapa tahun kebelakangan ini syarikat itu benar-benar meletup dengan kereta hidrogen baharu. Sebagai sebahagian daripada program CleanEnergy pada 1999-2001, BMW membina beberapa dwi-bahan api (petrol/hidrogen) "tujuh".

Enjin 4.4 liter V-8 mereka menghasilkan 184 kuasa kuda menggunakan hidrogen. Pada bahan api ini (kapasiti dalam versi terkini kereta ialah 170 liter), limosin boleh bergerak sejauh 300 kilometer, dan 650 kilometer lagi dengan petrol (tangki standard ditinggalkan di dalam kereta).

Syarikat itu juga mencipta enjin dwi-bahan api 12 silinder, dan juga dilengkapi MINI Cooper eksperimen dengan enjin hidrogen 1.6 liter 4 silinder.

Syarikat itu mula-mula membangunkan suntikan gas hidrogen ke dalam paip pengambilan (sebelum injap). Kemudian dia bereksperimen dengan suntikan terus gas hidrogen (di bawah tekanan tinggi) terus ke dalam silinder.

Dan kemudian dia mengumumkan bahawa, nampaknya, suntikan hidrogen cecair ke kawasan di hadapan injap pengambilan adalah pilihan yang paling menjanjikan. Tetapi pilihan terakhir belum dibuat dan penyelidikan dalam bidang ini akan diteruskan. Mazda mempunyai kebanggaan tersendiri: ia telah menyesuaikan enjin putar Wankel yang terkenal untuk hidrogen.

Syarikat Jepun itu mula membina kereta sedemikian pada tahun 1991, tetapi ia adalah kereta konsep tulen dari bumper ke bumper.

Tetapi pada Januari 2004 sebuah bom meletup. Orang Jepun menunjukkan versi hidrogen (atau lebih tepat, dwi-bahan api) kereta sukan terkenal mereka RX-8. Enjin berputarnya dengan namanya sendiri, dengan cara itu, RENESIS, memenangi gelaran "Enjin 2003", menewaskan saingan omboh klasik pada pertandingan antarabangsa ini buat kali pertama dalam sejarah.

Dan kini RENESIS telah diajar untuk "makan" hidrogen, sambil mengekalkan kuasa petrol. Pada masa yang sama, orang Jepun menekankan kelebihan enjin Wankel dengan penukaran sedemikian.

Di hadapan port pengambilan dalam badan enjin berputar terdapat banyak ruang kosong, di mana, berbeza dengan kepala silinder sempit enjin pembakaran dalaman omboh, ia mudah untuk meletakkan penyuntik. Terdapat dua daripadanya untuk setiap satu daripada dua bahagian RENESIS.

Dalam enjin Wankel, sedutan, mampatan, lejang kuasa dan rongga ekzos dipisahkan (manakala dalam enjin konvensional ia adalah silinder yang sama).

Oleh itu, pencucuhan pramatang hidrogen daripada "api yang akan datang" tidak boleh berlaku di sini, dan muncung suntikan sentiasa beroperasi dalam zon sejuk enjin yang menguntungkan (dari segi ketahanan). Mengenai hidrogen, Wankel Jepun menghasilkan 110 kuasa kuda - hampir separuh daripada petrol.

Malah, berdasarkan berat kepada berat, hidrogen adalah bahan api yang lebih kaya tenaga daripada petrol. Tetapi ini adalah tetapan sistem bahan api yang dipilih oleh jurutera Mazda.

Jadi, BMW dan Mazda memberikan tamparan berganda kepada kem sel bahan api. Walaupun kos yang terakhir ini sentiasa berkurangan, dan teknologi semakin bertambah baik, ada kemungkinan bahawa enjin pembakaran dalaman bersiri yang menggunakan hidrogen yang akan membuka era baharu di jalan raya planet ini.

Berikut ialah ramalan Bavaria.

Dalam tempoh tiga tahun akan datang, stesen minyak hidrogen (sekurang-kurangnya satu demi satu) akan dibina di semua ibu negara Eropah Barat, serta di lebuh raya trans-Eropah terbesar.

Menjelang 2010, kereta dwi-bahan api pertama akan muncul di kedai. Pada tahun 2015, sudah ada beberapa ribu daripada mereka di jalan raya. Menjelang 2025, satu perempat daripada armada kenderaan dunia akan dikuasakan oleh hidrogen. Orang Jerman yang halus tidak menyatakan bahagian kereta hidrogen yang akan menjadi kereta dengan enjin pembakaran dalaman dan kereta dengan sel bahan api.

mukjizat alkitabiah

Seperti yang diterangkan dalam Alkitab (Dan.V, 26, 28), semasa pesta raja Babilon Belsyazar, sebuah tangan muncul di dinding istana, menulis kata-kata yang tidak dapat dimengerti oleh mereka yang hadir, ”Mene, mene, tekel, upharsin.” Nabi Yahudi Daniel, menguraikan kata-kata ini, meramalkan kematian Belsyazar, yang segera terjadi.

Jika anda melarutkan fosforus putih dalam karbon disulfida CS 2 dan dengan larutan pekat yang terhasil, lukis tangan pada dinding marmar, diikuti dengan perkataan, anda boleh melihat pemandangan yang serupa dengan yang diceritakan semula dalam Alkitab. Larutan fosforus dalam karbon disulfida tidak berwarna, jadi coraknya tidak kelihatan pada mulanya. Apabila CS 2 menyejat, fosforus putih dilepaskan dalam bentuk zarah kecil yang mula bercahaya dan akhirnya menyala - menyala secara spontan:

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

apabila fosforus terbakar, reka bentuk dan inskripsi hilang; hasil pembakaran - tetraphosphorus decaoxide P 4 O 10 - masuk ke dalam keadaan wap dan dengan kelembapan udara memberikan asid ortofosforik:

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

yang diperhatikan dalam bentuk awan kecil kabus kebiruan, secara beransur-ansur menghilang di udara.

Anda boleh menambah sedikit fosforus putih pada cair pengerasan lilin atau parafin. Jika anda membuat inskripsi di dinding dengan sekeping campuran beku, maka pada waktu senja dan pada waktu malam anda dapat melihatnya bercahaya. Lilin dan parafin melindungi fosforus daripada pengoksidaan pantas dan meningkatkan tempoh cahayanya.

Musa semak

Suatu ketika, seperti yang Alkitab katakan (Keluaran III, 1), nabi Musa sedang menggembalakan domba dan melihat ”bahawa semak duri itu menyala-nyala oleh api, tetapi tidak dihabiskan”.

Di antara pasir Sinai tumbuh semak diptam, yang di tempat-tempat itu dipanggil "semak Musa." Pada tahun 1960, saintis Poland menanam tumbuhan ini di rizab alam semula jadi, dan pada satu hari musim panas yang panas ia sebenarnya "menyala" dengan nyalaan merah kebiruan, sambil kekal tidak cedera. Penyelidikan telah menunjukkan bahawa pokok renek diptam menghasilkan minyak pati yang tidak menentu. Dalam cuaca tenang tanpa angin, kepekatan minyak yang sangat meruap ini di udara di sekeliling semak meningkat dengan mendadak; Apabila terdedah kepada cahaya matahari langsung, mereka menyala dan cepat terbakar, melepaskan tenaga terutamanya dalam bentuk cahaya. Dan belukar itu sendiri tetap utuh dan tidak rosak.

Terdapat banyak bahan mudah terbakar jenis ini yang diketahui. Oleh itu, karbon disulfida CS 2 (di bawah keadaan biasa ia adalah cecair yang tidak berwarna, sangat meruap) dalam bentuk wap mudah dinyalakan oleh mana-mana objek yang dipanaskan dan terbakar dengan nyalaan biru muda pada suhu yang rendah sehingga tidak membakar kertas.

Musim bunga yang pahit

Orang Israel, yang dipimpin oleh Musa, menyeberangi padang pasir Sur yang tidak berair. Kerana kehausan, mereka hampir tidak sampai ke bandar Merr, tetapi mendapati bahawa air di sini adalah pahit dan mustahil untuk diminum. “Dan mereka bersungut-sungut terhadap Musa...” (Bible, Kel.XIV, 5-21). Tetapi Tuhan memerintahkan nabi untuk membuang sebatang pokok yang tumbuh berdekatan ke dalam air. Dan - satu keajaiban! - air telah menjadi boleh diminum!

Di sekitar Marah masih ada yang pahit

Bagi kebanyakan orang, hari bekerja hampir membosankan: rumah, kerja, rumah... Dan selalunya ini membuat orang tertekan, kerana terdapat kekurangan beberapa kepelbagaian, acara, pengembaraan, sesuatu yang menarik! Tetapi sebenarnya, berjuta-juta peristiwa dan pelbagai fenomena menarik berlaku di sekeliling kita setiap hari, yang tidak kita perhatikan bukan sahaja kerana kita lalai, tetapi kerana mata manusia semata-mata tidak melihatnya.

Sebagai contoh, pelbagai proses kimia sentiasa berlaku di sekeliling kita. Ia adalah ilusi bahawa kimia adalah sesuatu yang kompleks dan tidak dapat difahami. Malah, kimia adalah sebahagian daripada kehidupan kita, tanpanya kehidupan manusia bukan sahaja akan menjadi lebih membosankan, tetapi mustahil sama sekali.

Fakta menakjubkan tentang kimia:

1. Gelembung sabun adalah perkara paling nipis yang boleh dilihat oleh mata manusia. Gelembung sabun pecah dalam 0.001 saat. Selain itu, jika anda mengembang gelembung pada -15 C o, ia akan membeku apabila terkena permukaan, dan pada -25 C o, ia akan membeku di udara dan pecah apabila hentaman.

2. Air laut mengandungi emas. Terdapat 7 miligram emas setiap tan air laut.

3. Semasa penerbangan, kapal terbang menggunakan sehingga 75 tan oksigen, jumlah oksigen ini dihasilkan oleh 30,000 hektar hutan.

4. Besi boleh ditukar menjadi gas pada suhu 1539 C 0.

5. Setiap organisma hidup di planet kita mengandungi protein, tetapi dalam perkadaran yang berbeza. Otak manusia juga adalah protein.

6. Dos maut bagi metil alkohol ialah 30 ml, dan penawarnya ialah etil alkohol.

7. Logam tidak berbau. Semua orang biasa dengan bau logam yang tidak dirawat (tidak dicat); ini adalah bau, contohnya, wang logam, pagar, buaian lama, kelengkapan, atau hanya sekeping logam. Tetapi bau ini tidak dikeluarkan oleh logam itu sendiri, ia adalah hasil sentuhan logam dengan bahan organik, contohnya, dengan telapak tangan atau jari kita, yang menghasilkan peluh.

8. Tomato adalah tumbuhan yang sangat pintar, mereka tahu bagaimana untuk menjerit "SOS!" Apabila serangga - seperti ulat - mula mengunyah daun tomato, ia mengeluarkan bahan kimia dengan bau tertentu yang menarik perhatian burung.

9. Charles Goodyear adalah seorang saintis yang secara tidak sengaja mencipta getah yang tidak cair dalam panas dan tidak pecah dalam kesejukan. Dia terlupa untuk mengeluarkan campuran sulfur dan getah dari dapur yang dihidupkan, jadi proses untuk membuat getah dicipta, yang dipanggil pemvulkanan.

10. Kira-kira 100 ribu tindak balas kimia berlaku dalam otak manusia setiap minit.

Kimia sentiasa mengelilingi kita. Ia bukan sahaja di sekeliling kita, tetapi juga di dalam badan kita, malah proses pemikiran kita pada dasarnya adalah kimia. Jadi kimia bukan sahaja membantu kita mempelajari banyak perkara yang menarik dan mengejutkan, tetapi juga memberi manfaat kepada kita dalam setiap segi.

Subjek kimia yang paling dekat ialah kajian tentang bahan homogen, dari komposisi yang mana semua badan dunia dibuat, transformasinya menjadi satu sama lain dan fenomena yang mengiringi transformasi tersebut.

— DI. Mendeleev

Untuk semua pencinta kimia, editor laman web Penggodam Diri, saya telah menyediakan beberapa pilihan fakta menarik tentang kimia.

Mari kita mulakan dengan salah satu isu mendesak yang melibatkan kimia sebagai sains.

Dalam kes apakah etil alkohol boleh berfungsi sebagai penawar?

Metil alkohol tidak dapat dibezakan daripada etil alkohol dari segi rasa dan bau, tetapi kesannya pada badan adalah lebih mengancam kesihatan kita. Walaupun sejumlah kecil metanol boleh menyebabkan buta, dan dos sebanyak 30 ml boleh menyebabkan kematian.

Ini menjelaskan kes-kes keracunan metil alkohol yang kerap berlaku, sama ada disebabkan oleh kejahilan atau dalam kes minum alkohol palsu. Adalah menarik bahawa dalam kes keracunan sedemikian, penawar adalah biasa, iaitu, etil alkohol. Ini disebabkan oleh fakta bahawa proses mengikat kedua-dua alkohol dalam badan berlaku dengan penyertaan satu enzim - alkohol dehidrogenase, tetapi oleh kerana tindak balas dengan etanol berlaku lebih cepat, hasilnya adalah produk yang kurang berbahaya daripada pecahan metanol dalam darah.

Kami menjemput anda untuk menonton video bagaimana busa polistirena dihasilkan - ia menarik dan bermaklumat.

Hidrogel untuk menyembuhkan patah tulang, ciptaan yang sesuai dalam industri kimia.

Bioengineers di Rice University telah mencipta hidrogel yang serta-merta berubah daripada cecair kepada keadaan separa pepejal pada suhu yang hampir dengan suhu badan manusia, dan kemudian terurai pada kadar yang sesuai. Gel boleh digunakan sebagai sokongan untuk tulang patah atau tisu lain dalam badan pesakit. Pada suhu bilik, hidrogel kekal cair, tetapi apabila ia memasuki badan pesakit, ia mengeras dan mengisi ruang kosong, yang kemudiannya akan digantikan oleh tisu semula jadi.

Hidrogel juga boleh digunakan untuk menghantar sel stem kepada kecacatan rangka, yang sepatutnya menyebabkan pertumbuhan semula tisu tulang dipercepatkan. Selepas melaksanakan fungsinya, gel terurai dan dikeluarkan dari badan. Penulis penemuan menjangkakan bahawa gel boleh ditala supaya kadar degradasinya sepadan dengan kadar pertumbuhan tulang yang berbeza.

Dan sekarang Fakta menarik dalam kimia yang anda pasti tidak tahu:

• Sebagai contoh, apabila kita memotong bawang dan "menangis", kebaikan emosi rekaan ini adalah milik sulfur yang diserap ke dalam tanah tempat bawang tumbuh.
• Di provinsi Indonesia terdapat sebuah gunung berapi yang penuh dengan belerang, yang dinamakan Kawa Ijen. Ia mengendap di atas paip, selepas itu pekerja mengetuknya dengan kelengkapan dan membawanya untuk ditimbang. Beginilah cara mereka mencari rezeki di sana.
• "Produk" higienis berasaskan sulfur yang dicipta khusus untuk membersihkan kulit bermasalah daripada jerawat dan ruam.
• Kotoran telinga, yang kita telah diajar untuk membuang sejak kecil dengan kapas, "racun" kehidupan dengan niat yang mulia. Ia mengandungi enzim lisozim khas; Merekalah yang "menjauhkan" semua bakteria daripada memasuki badan kita.

• Pada tahun 1985, sekumpulan penyelidik Amerika dan Inggeris menemui sebatian molekul yang diperbuat daripada karbon yang sangat menyerupai bentuk bola sepak. Mereka mahu menamakan penemuan itu sebagai penghormatan kepadanya, tetapi para saintis tidak bersetuju dengan istilah yang digunakan - bola sepak atau bola sepak (istilah untuk bola sepak di Amerika Syarikat). Akibatnya, kompaun itu dinamakan fullerenes sebagai penghormatan kepada arkitek Fuller, yang menghasilkan kubah geodesik yang terdiri daripada tetrahedra.
• Ahli kimia, ahli farmasi dan doktor Perancis Nicolas Lemery (1645-1715) pada satu masa memerhatikan sesuatu yang serupa dengan gunung berapi apabila dia mencampurkan 2 g pemfailan besi dan 2 g serbuk sulfur dalam cawan besi dan menyentuhnya dengan batang kaca panas. Selepas beberapa lama, zarah hitam mula terbang keluar dari campuran yang disediakan, dan campuran itu sendiri, setelah bertambah banyak dalam jumlah, menjadi sangat panas sehingga ia mula bersinar.
• Pemisahan gas fluorin daripada bahan terfluorinasi ternyata menjadi salah satu masalah eksperimen yang paling sukar. Fluorin mempunyai kereaktifan yang luar biasa; dan selalunya interaksinya dengan bahan lain berlaku dengan pencucuhan dan letupan.
• Iodin ditemui pada tahun 1811 oleh ahli kimia Perancis B. Courtois. Terdapat versi penemuan iodin sedemikian. Menurutnya, punca penemuan Courtois adalah kucing kesayangannya: dia berbaring di bahu ahli kimia semasa dia bekerja di makmal. Kerana ingin berseronok, kucing itu melompat ke atas meja dan menolak kapal yang berdiri berdekatan ke lantai. Satu daripadanya mengandungi larutan alkohol abu rumpai laut, dan satu lagi mengandungi asid sulfurik. Selepas mencampurkan cecair, awan wap biru-ungu muncul, yang tidak lebih daripada iodin.
• 100,000 tindak balas kimia berlaku dalam otak manusia dalam satu saat
• Pada tahun 1903, di negeri Kansas di Amerika, sebuah pancutan gas tiba-tiba meletus dari telaga minyak. Yang mengejutkan pekerja minyak, gas itu ternyata tidak mudah terbakar. Pertemuan baru dengannya berlaku semasa Perang Dunia Pertama. Sebuah kapal udara Jerman menjatuhkan bom di London terkena peluru pembakar, tetapi kapal udara itu tidak terbakar. Perlahan-lahan membocorkan gas, dia terbang. Perkhidmatan rahsia British berasa cemas: sebelum ini, kapal udara Jerman meletup apabila terkena peluru, kerana ia dipenuhi dengan hidrogen. Pakar kimia teringat bahawa lama sebelum perang, kapal-kapal Jerman atas sebab tertentu membawa pasir monazit dari India dan Brazil sebagai pemberat. Gas ini ialah helium. Pasir monazit, yang telah lama menjadi bahan mentah utama yang mengandungi helium, mengandungi torium unsur radioaktif, pereputan yang menghasilkan helium, yang dalam ketumpatan adalah kedua selepas hidrogen, tetapi mempunyai kelebihan berbanding hidrogen: ia tidak mudah terbakar dan lengai secara kimia.

Ini menyimpulkan fakta menarik kami tentang sains seperti. Jika anda mengetahui fakta menarik dari bidang kimia, maka tulis mereka kepada kami dalam komen dan kami pasti akan menambahkannya ke senarai kami.

Anda mungkin pernah melihat Jadual Berkala Unsur sebelum ini. Mungkin dia masih muncul dalam mimpi anda, atau mungkin dia telah dilupakan untuk anda, tidak lebih daripada hiasan di dinding bilik darjah, direka untuk menjadikan pejabat lebih dihormati. Walau bagaimanapun, terdapat lebih banyak sistem sel yang kelihatan rawak ini daripada yang dapat dilihat.

Jadual berkala (atau PT, kerana artikel ini akan merujuknya secara berkala) dan elemen yang diterangkan mempunyai ciri yang mungkin anda tidak pernah meneka. Daripada asal yang tidak mungkin kepada penambahan baharu, berikut ialah sepuluh fakta yang mungkin anda tidak tahu tentang Jadual Berkala Unsur.

10. Mendeleev mendapat bantuan

Jadual berkala telah digunakan sejak 1869, apabila ia dicipta oleh Dimitri Mendeleev yang berjanggut. Kebanyakan orang berfikir bahawa Mendeleev adalah satu-satunya yang mencipta jadual dan menjadi ahli kimia genius abad ini. Walau bagaimanapun, usaha beliau disokong oleh beberapa saintis Eropah yang membuat sumbangan penting untuk menjadikan rajah besar unsur-unsur ini lengkap.

Mendeleev, sebagaimana yang sepatutnya, dikenali secara meluas sebagai bapa jadual berkala, tetapi dia tidak mendokumenkan setiap elemen yang kita ketahui.

9. Tambahan baru

Foto: IUPAC

Percaya atau tidak, jadual berkala tidak banyak berubah sejak tahun 1950-an. Walau bagaimanapun, pada 2 Disember 2016, empat elemen baharu telah ditambah: nihonium (elemen 113), moscovium (elemen 115), tennesine (elemen 117), dan oganesson (elemen 118). Penambahan baharu ini diumumkan pada Jun 2016, tetapi memerlukan analisis selama lima bulan sebelum ia boleh ditambah secara rasmi ke PT.

Setiap unsur ini dinamakan sempena bandar atau negeri tempat ia ditemui, kecuali oganesson, yang dinamakan sempena ahli fizik nuklear Rusia Yuri Oganessian atas usahanya dalam mendokumentasikan unsur tersebut.

8. Tiada "J"

Terdapat 26 huruf indah dalam abjad Inggeris, dan setiap satu daripada mereka tidak kurang penting daripada yang sebelumnya dan seterusnya. Walau bagaimanapun, Mendeleev melihatnya secara berbeza. Cuba teka surat malang mana yang tidak pernah muncul dalam PT? Berikut ialah petua: sebut huruf dan gulungkan jari anda sehingga anda telah melipat semuanya (jika anda mempunyai kesemua sepuluh). Adakah anda menekanya? Betul, itu huruf "J", yang tidak pernah muncul di PT.

Mereka mengatakan bahawa seorang di padang bukan pahlawan? Maka mungkin J adalah huruf yang paling sunyi. Walau bagaimanapun, berikut adalah fakta yang menyeronokkan: "J" telah menjadi huruf yang paling biasa digunakan dalam nama lelaki sejak tahun 2000. Jadi, "J" mendapat perhatian yang cukup, jangan risau.

7. Unsur tiruan

Foto: Popocatomar

Seperti yang baru anda pelajari, kini terdapat sebanyak 118 elemen dalam jadual berkala. Bolehkah anda meneka berapa banyak daripada 118 ini adalah buatan manusia? Daripada 118 unsur, 90 boleh ditemui di tempat indah yang kita panggil alam semula jadi.

Bagaimanakah 28 unsur boleh menjadi tiruan? Ini memang benar. Kami telah mensintesis unsur sejak 1937 dan terus melakukannya hari ini. Berita baiknya ialah PT sangat mengagumkan dan unsur tiruan ini boleh dikesan dengan mudah jika anda ingin tahu. Lihat sahaja elemen 93 hingga 118. Pendedahan penuh: julat ini termasuk beberapa elemen yang sangat jarang ditemui di alam semula jadi dan oleh itu hampir selalu dicipta dalam makmal, yang juga benar untuk elemen 43, 61, 85 dan 87.

6. Elemen 137

Pada pertengahan abad ke-20, seorang saintis terkenal bernama Richard Feynman membuat kenyataan serius yang menarik perhatian saintis di seluruh dunia, menyebabkan mereka menggaru kepala selama-lamanya. Dia berkata bahawa jika kita pernah menemui unsur 137, kita tidak akan mempunyai cara untuk mengukur proton dan elektronnya. Unsur 137 adalah berbeza kerana ia adalah nilai pemalar jirim halus, ditakrifkan sebagai kebarangkalian bahawa elektron akan menyerap . Secara teorinya, unsur 137 akan mempunyai 137 elektron dan peluang 100 peratus untuk menyerap foton. Elektronnya akan berputar pada kelajuan cahaya. Apa yang lebih gila ialah elektron unsur 139, jika bahan sedemikian wujud, harus berputar lebih cepat daripada kelajuan cahaya.

Fizik cukup? Fikirkan tentangnya dan anda akan mendapati ia menarik (baik, sama menariknya dengan membaca tentang elektron). Elemen 137 dalam teori boleh menyatukan tiga bahagian penting fizik: kelajuan cahaya, mekanik kuantum dan elektromagnetisme. Sejak awal 1900-an, ahli fizik telah berteori bahawa unsur 137 boleh mendasari Teori Bersatu Besar yang boleh menghubungkan ketiga-tiga medan di atas bersama-sama. Pada semua akaun, ia kedengaran gila seperti Kawasan 51 dengan makhluk asing atau Segitiga Bermuda.

5. Apakah yang luar biasa tentang nama itu?

Hampir semua nama unsur mempunyai lebih banyak makna dan kepentingan daripada yang anda bayangkan. Mereka dipilih secara rawak. Kita akan, sebagai contoh, menamakan unsur dengan perkataan pertama yang terlintas di fikiran kita. "Kerflump." Ya baiklah.

Selanjutnya, nama unsur mengambil asal-usulnya dalam salah satu daripada lima kategori utama. Salah satunya ialah nama-nama saintis terkenal, contoh klasik ialah Einsteinium. Unsur juga boleh dinamakan sempena tempat di mana ia didokumenkan, seperti germanium, americium, galium dan sebagainya. Pilihan untuk nama termasuk nama badan angkasa seperti planet. Uranus pertama kali ditemui sejurus selepas penemuan planet Uranus. Elemen boleh mendapatkan nama daripada mitologi: contohnya, terdapat titanium selepas Titan Yunani dan thorium selepas Dewa Petir Norse—atau Star Avenger, yang mana anda suka.

Akhir sekali, terdapat nama yang menerangkan sifat unsur-unsur tersebut. Argon berasal daripada perkataan Yunani argos, yang bermaksud "malas" atau "terbiar." Sekarang anda akan memutuskan bahawa argon adalah unsur yang paling malas. Hei argon, pergi kerja. Bromin adalah nama lain dari perkataan Yunani bromos, yang bermaksud "bau busuk," yang sangat tepat menggambarkan bau bromin yang mengerikan.

4. Ia bukan inspirasi

Jika anda mahir dalam kad, maka fakta ini hanya untuk anda. Mendeleev perlu menyusun semua elemen, dan untuk ini dia memerlukan pendekatan yang sistematik. Sememangnya, untuk memecahkan jadual ke dalam kategori, dia beralih kepada permainan solitaire. Mendeleev menulis berat atom setiap elemen pada kad berasingan, dan memulakan permainan solitaire gila, boleh dikatakan. Dia menyusun elemen mengikut sifat tertentu yang membentuk jenis "suit". Dia kemudiannya dapat menyusun unsur-unsur yang dikategorikan ini ke dalam lajur mengikut berat atomnya.

Ramai di antara kita mengalami kesukaran untuk melepasi tahap permainan solitaire biasa, jadi lelaki ini yang merupakan pemain tahap 1000 sangat mengagumkan. Apa yang akan datang? Adakah seseorang akan beralih kepada catur untuk merevolusikan astrofizik dan membina roket yang boleh bergerak ke pinggir galaksi dan belakang sambil kekal benar-benar stabil? Ini agak mungkin jika profesor gila seperti Mendeleev dapat mensistematisasikan sesuatu yang besar dengan bantuan permainan kad.

3. "Tidak" untuk gas lengai

Foto: Wikimedia

Ingat bagaimana kami mengklasifikasikan argon sebagai unsur paling malas dan paling membosankan dalam sejarah Alam Semesta? Mendeleev merasakan sesuatu yang serupa. Apabila argon pertama kali diasingkan pada tahun 1894, ia tidak sesuai dengan mana-mana lajur jadual baharu, jadi daripada mencari jalan untuk membuat penambahan, saintis itu memutuskan untuk menafikan kewujudan unsur ini.

Lebih mengejutkan ialah argon bukan satu-satunya unsur malang yang mengalami nasib yang sama. Lima lagi elemen didapati wujud, seperti argon yang tidak dikelaskan. Hanya semacam diskriminasi unsur. Jenaka diketepikan, radon, neon, kripton, helium, xenon - semuanya dinafikan kewujudan, hanya kerana Mendeleev tidak dapat mencari tempat untuk mereka di dalam meja. Selepas bertahun-tahun konfigurasi semula dan pengelasan semula, unsur bertuah ini (dipanggil gas mulia) dapat memasuki kelab elit yang dipanggil Elemen Sedia Ada.

2. Hubungan romantis

Fakta ini adalah untuk anda, romantik. Jika anda mengambil salinan kertas Jadual Berkala dan memotong lajur tengah, anda akan mendapat jadual berkala yang tidak mempunyai unsur. Lipat sekali di tengah-tengah kumpulan IV, dan begitulah - anda telah mempelajari unsur-unsur yang boleh membentuk sebatian antara satu sama lain.

Unsur-unsur yang "dicium" membentuk sebatian yang stabil. Mereka mempunyai struktur elektronik pelengkap yang membolehkan mereka digabungkan. Jika ini bukan cinta sejati seperti Romeo dan Juliet, atau Shrek dan Fiona, maka apakah itu?

1. Karbon adalah yang utama

Karbon mahu menjadi perkara yang paling penting. Anda rasa anda tahu segala-galanya tentang karbon, tetapi anda tidak tahu. Budak jahat ini mampu melakukan lebih daripada yang anda fikirkan. Adakah anda tahu bahawa lebih banyak sebatian mengandungi karbon daripada tidak? Bagaimana pula dengan fakta bahawa 20% daripada berat organisma hidup adalah karbon? Apa yang lebih aneh ialah setiap atom karbon dalam badan anda pernah menjadi sebahagian daripada pecahan karbon dioksida di atmosfera. Karbon bukan sahaja merupakan unsur super, tetapi juga unsur keempat paling banyak di seluruh Alam Semesta.

Jika jadual berkala adalah pesta, anda mahu berada di atasnya bersebelahan dengan karbon. Elemen ini nampaknya tahu bagaimana untuk berseronok. Ia juga merupakan elemen utama berlian, jadi tambahkan sedikit kilauan pada senarai kualiti yang menakjubkan.