Хімія - це погано?
Існує поширена думка, що хімія - це погано (Це все «хімія»!). Зайве тому підтвердження - стаття в «ШЖ» «Що таке їжа смерті?». Однак давайте звернемося до фактів.
На хімічному факультеті Ленінградського університету ми проходили аж чотирнадцять хімій. І це було непросто.
У монографії «Нариси неравновесного світу» я, вже з висоти докторського рівня, побачив їх сорок. І це було дивно.
У своїй професорській роботі «Синопсис хімії» нарахував понад сімдесяти. Професіонали - розчулитися, допитливі - задумайтеся, а обивателі - поумерьте своє критиканство.
«Оголошу весь список», Хоча й ризикую бути звинуваченим в занудство.
Аналітична, агро-, астро-, біонеорганічної, біоорганічна, біо-, гео-, гідро-, гисто-, иммуно-, квантова, колоїдна, косметична, космо-, кріо, крісталло-, лазерна, лісо-, магнето-, медична, механо, мікрохвильова, нано-, нейро-, неорганічна, органічна, нафто-, органічна гео-, пато-, Петро-, пегніо-, харчова, плазмо, прикладна, радіо-, радіаційна, соно-, спінова, стерео-, структурна, судова, Супрамолекулярна, термо-, технічна, топо-, вугле-, фармако, Фемто-, фізична, фізична органічна, фіто- , фото-, цито-, електро-, ядерна хімія. Галургії, металургія, петрургія, органічний синтез, хімічна технологія, хімічна фізика, хімічне озброєння, кінетика і каталіз. Крім того, хімія елементів, природних сполук, високих енергій, високомолекулярних сполук, силікатів, твердого тіла, елементоорганічних сполук.
Ви, навіть без університету, в радянський час могли потрапити «на хімію» - так в народі називалися примусові роботи, якими карали за дрібні злочини. Так що, від суми та від тюрми не зарікайся, а від хімії - Тим більше.
Тепер про «їжі смерті» і, взагалі, про хліб насущний.
Т.Р. Мальтус (1766-1834), англійський священик-економіст XIX століття, сформулював надісторична закон, згідно з яким зростання народонаселення відбувається в геометричній прогресії, а зростання засобів існування - лише в арифметичній. З цього Мальтус сформулював наслідок: абсолютного перенаселення і спадної родючості грунтів. Позначилася проблема вимирання людства від голоду. Цей підхід отримав назву мальтузианство. Дійсно, грунту без азотних добрив виснажувалися.
У чому ж справа? Фіксація азоту і азотний цикл.
Термін «фіксація азоту» означає процес зв'язування атмосферного азоту. У природі це може відбуватися двома шляхами: або бобові рослини, наприклад горох, конюшина і соя, накопичують на своїх корінні бульби, в яких бактерії, що фіксують азот, перетворюють його в нітрати, або відбувається окислення атмосферного азоту киснем в умовах розряду блискавки. Сванте Арреніус порахував, що таким способом фіксується до 400 млн. Тонн азоту щорічно. В атмосфері оксиди азоту з'єднуються з дощовою водою, утворюючи азотну і азотисту кислоти. Крім того, встановлено, що з дощем і снігом на кожен гектар землі потрапляє близько 6700 грамів азоту блискавичної природи- досягаючи грунту, вони перетворюються в нітрити та нітрати.
Рослини використовують нітрати для утворення рослинних білкових речовин. Тварини, харчуючись цими рослинами, засвоюють білкові речовини рослин і перетворюють їх на тваринні білки. Після смерті тварин і рослин відбувається їх розкладання, азотні сполуки перетворюються в аміак. Аміак використовується двома шляхами: бактерії, не утворюють нітратів, руйнують його до елементів, виділяючи азот і водень, а інші бактерії утворюють з нього нітрити, які іншими бактеріями окислюються до нітратів. Таким чином, відбувається кругообіг азоту в природі, або азотний цикл. Але цього мало для прокорму сьогоднішнього населення планети (7 млрд. Чоловік).
Зв'язаний азот «Шкідливі» хіміки навчилися одержувати шляхом синтезу аміаку. Основним промисловим методом отримання аміаку є каталітичний синтез його з атмосферного азоту і водню при високих температурі (500 градусів Цельсія) і тиску (200 атм.), каталізатор - оксид заліза і алюмінію.
Водень для цього синтезу отримують термічним крекингом вуглеводнів, дією парів води на вугілля або залізо, розкладанням спиртів парами води або електролізом води. На синтез аміаку отримано безліч патентів, що відрізняються умовами проведення процесу (температура, тиск, каталізатор). Існує спосіб промислового отримання при термічній перегонці вугілля. З технологічною розробкою синтезу аміаку пов'язані імена Ф. Габера і К. Боша.
Фріц Габер, німецький хімік, удостоєний в 1918 Нобелівської премії за відкриття синтезу аміаку. У 1904-1905, досліджуючи стану рівноваги аміаку, показав можливість його синтезу, в 1910-1915 практично здійснив каталітичний синтез аміаку, що стало найважливішою подією в галузі хімічної технології. Ця робота дозволила вирішити проблему фіксації пов'язаного азоту та дала спосіб отримання азотних добрив. Крім того, відпала необхідність в експорті селітри, яку Німеччина ввозила з Чилі.
Технологія виробництва аміаку, розроблена німецьким ученим, дуже сильно відрізнялася від інших виробництв того часу. Тут вперше було застосовано принцип замкнутого циклу з безперервно діючої апаратурою та утилізацією енергії. Остаточну розробку технології синтезу аміаку завершив колега і друг Габера Карл Бош, який в 1931 році також був удостоєний Нобелівської премії - за розвиток методів хімічного синтезу при високому тиску.
Таким чином, шановні читачі, у вашому тілі у складі білків, ДНК та ін. Приблизно 85% атомів азоту пов'язані синтетичним способом у циклі Габера-Боша. Так що їжте на здоров'я, «синтетичні ви мої»!
