U obrovského ledového jezera na Marsu a Muskův plán

Plán kolonizace Marsu vždy předpokládal relativně snadný přístup k vodě. Nalezené obrovské jezero (14 300 kubických kilometrů ledu) - mapa na obrázku - dokonale zapadá do Plánu.

Připomeňme si Muskův plán – cituji doslovně a pak překlad, komentáře a detaily z dalších Elonových projevů.

1. Posílejte mise na průzkum draků, zpočátku jen proto, abychom se ujistili, že víme, jak přistát bez přidání kráteru, a pak abychom zjistili nejlepší způsob, jak získat vodu pro CH4/O2 Sabatierovu reakci.
2. Kosmická loď Heart of Gold letí na Mars naložená pouze s vybavením na stavbu elektrárny na pohonné hmoty.
3. První mise s posádkou s vybavením k vybudování základní základny a dokončení elektrárny na pohonné hmoty.
4. Pokuste se zdvojnásobit počet letů s každým orbitálním setkáním Země-Mars, což je každých 26 měsíců, dokud se město nebude moci rozrůstat samo.

Jeho text je kurzíva, moje komentáře jsou přímé.

1. Pošlete draka, aby to prozkoumal. Nejprve, abychom se ujistili, že víme, jak přistát s lodí bez přidání dalšího kráteru, a pak najít Nejlepší způsob výroba vody pro CH4/O2 Sabatierovu reakci.

Nepřidávejte kráter
Elon žertuje, přidat kráter znamená rozbít přistávací modul. Jeho vystoupení se odehrálo těsně poté, co mise Exo Mars přidala na povrch planety pěkný kráter. Dragon je mise Red Dragon, která by měla začít v roce 2018. Znamená to nacvičit a předvést vertikální přistání na motorech, podobné přistání na kosmodromu a plovoucí plošině „Samozřejmě, že tě stále miluji.“

Mise Červený drak
Drak bude nabitý roboty pro průzkum a těžbu. SpaceX podle všeho objedná roboty jiným organizacím. Toto rozhodnutí ale ještě nebylo oznámeno. Musk má také vlastní robotickou společnost, která už investovala minimálně miliardu dolarů.

Voda a Sabatierova reakce
Dvě chemické reakce a podle toho dvě zařízení pro chemické reakce budou hlavními v počáteční fázi kolonizace: a. Reakce elektrolýzy vody, b. Sabatierova reakce
A. 2H2O \u003d 2H2 + O2 - Při této reakci se rozkladem vody tvoří kyslík a vodík
b. CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O + energie - Reakcí s oxidem uhličitým z atmosféry Marsu vodík produkuje metan a vodu. Sabatierova reakce probíhá s uvolňováním energie, která může/musí být využita.
Metan a kyslík - jsou palivem a okysličovadlem pro lodě řady ITS (Interplanetary Přepravní lodě), z nichž první dostane ikonický název „Golden Heart“.

Zajímavé je, že reakční zařízení Sabatier již bylo postaveno a testováno na koncentrace CO2 odpovídající atmosféře Marsu. Ale bude se vyvíjet a zlepšovat.

2. "Heart of Gold" poletí na Mars, naloženo pouze s vybavením nezbytným pro stavbu závodu na výrobu paliva.

Zlaté srdce poletí bez posádky a na povrch Marsu shodí až 100 tun zařízení a materiálů. V podstatě se bude jednat o zařízení nezbytné pro realizaci v průmyslovém měřítku těžby vody a výrobu těchto 2 reakcí: elektrolýzy vody a Sabatier. Je zřejmé, že v tomto zařízení jsou zahrnuty zdroje energie.

3. Posláním první mise s lidskou posádkou je vybudovat základní základnu a dokončit zařízení na výrobu paliva.

První pilotovaná mise bude mít 12 lidí. Elon má mnoho konkrétních představ o tom, z čeho by měla „základní základna“ sestávat – jmenuje se Mars Base Alpha – ale nyní není čas probírat všechny detaily. Počítá se s aktivním využíváním přírodních tunelů a jeskyní, které NASA již našla, a budováním dalších podzemních zařízení. Na povrchu se předpokládají průhledné stany ze skla a s vyztužením uhlíkovými vlákny.

Je zřejmé, že hlavní prací bude dokončení zakládání podniků, jejichž vybavení dodá „Zlaté srdce“: výroba vody, energie, elektrolytická reakce, Sabatierova reakce.

4. Poté bude úkolem zdvojnásobit počet vyslaných lodí při každém přiblížení k Zemi a Marsu, ke kterému dochází každých 26 měsíců, dokud město nezačne růst samostatně.

Není co komentovat. Stovky nevyřešených problémů. I když jen dvě se zdají obtížné: pravidla interakce s nativní biosférou Marsu (která pravděpodobně existuje a je pravděpodobně velmi křehká) a to, zda děti normálně porodí a narodí se při 1/3 zemské gravitace.

Ledové jezero se nachází ve výhodné oblasti Marsu, středních zeměpisných šířkách, je zde mnoho velmi plochých míst vhodných pro přistání. Vrstva půdy pokrývající led o tloušťce jednoho až deseti metrů. Led je také částečně promíchán s pískem, ale čistota ledu se pohybuje v rozmezí 50-85%. Hloubka ledového jezera je od 100 do 200 metrů.

Vodní rezerva je srovnatelná s jedním z amerických Velkých jezer - "Horní".

Při dlouhých letech (několik měsíců) v přetlakové kabině autonomního typu se jeví jako výhodná fyzikálně-chemická metoda regenerace plynného prostředí v kabině s využitím produktů lidského metabolismu k výrobě kyslíku. Oxid uhličitý a vodní pára emitované osobou za den obsahují přibližně 2,8 kg kyslíku, což výrazně převyšuje denní míru spotřeby kyslíku jednou osobou. Existuje tedy zásadní možnost získat 02 z produktů lidské životní činnosti. Z oxid uhličitý uvolněného za den jednou osobou (~ 0,9 kg), můžete získat 0,65 kg kyslíku a k získání chybějících 0,15-0,25 kg kyslíku potřebujete pouze 0,17-0,28 kg vody, kterou můžete použít "přebytek" metabolická voda „vylučovaná tělem v procesu metabolismu.

Fyzikálně-chemický systém regenerace může být založen na použití Sabatierovy reakce. Konečným produktem pro získávání kyslíku je tedy voda vstupující do elektrolyzéru, která je jednou z hlavních součástí systému pro fyzikálně-chemickou regeneraci plynného média v kabině. V takovém regeneračním systému mohou být zeolity použity pro sorpci CO2 a chladicí-sušicí jednotky (XSA) (4.2) mohou být použity k odstranění přebytečné vlhkosti z kabiny zajišťující kondenzaci vodní páry.

Pokud se provádějí všechny stupně redukce kyslíku, pak je množství vodíku potřebné pro Sabatierovu reakci zajištěno elektrolýzou vody a pyrolýzou metanu, což vyžaduje značnou spotřebu energie.

Strukturní schéma systému fyzikálně-chemické regenerace. Systém funguje následovně. Vzduch z kabiny cirkuluje pomocí ventilátorů B po dvou okruzích: přes zeolity C a XSA, ve kterých se sorbuje CO2 a kondenzuje vlhkost. Zeolitové absorbéry jsou spojeny ve dvou paralelních blocích a pracují střídavě – jeden v sorpčním režimu, druhý v desorpčním. Oxid uhličitý absorbovaný zeolity je přiváděn přes kondenzátor CO2 do metanového reaktoru, kde je také přiváděn vodík přes koncentrátor z katodového prostoru elektrolyzéru. V methanovém reaktoru se za vhodných podmínek CO2 rozkládá Sabatierovou reakcí na vodu a metan. Voda z reaktoru se přivádí do elektrolyzéru a z okruhu se odstraňuje metan. Část vody se do elektrolyzéru dostává také z absorbérů H20 umístěných před zeolitovými patronami.

Proto je vybrán elektrolyt s nejmenší hodnotou p0. Toho je dosaženo výběrem elektrolytu a jeho "plné určité koncentrace (pro KOH - 30-33 ° / o). Velikost přepětí r\ je součtem hodnot emf. .koncentrace a chemická polarizace. Jak je patrné z rovnic (4.8) a (4.9), při elektrolýze koncentrace hydroxylových iontů v katodovém prostoru roste a v anodovém prostoru klesá. To vede ke vzniku koncentračního emf namířeného proti emf. externí zdroj proudu. Výskyt emf. chemická polarizace, rovněž namířená proti emf. externí zdroj proudu je spojen s pomalostí výboje iontů na elektrodách a přítomností fáze tvorby molekulárního O2 a H2 z atom. V praxi hodnota závisí na následujících faktorech: materiál elektrody, teplota, proudová hustota, povaha a koncentrace elektrolytu. Jak ukazuje zkušenost, mezi kovy, které jsou v alkáliích stabilní, se nejnižší hodnotou vyznačují kovy skupiny železa, které se v praxi používají. Zvýšení teploty elektrolytu vede ke snížení přepětí. To však výrazně zvyšuje strhávání elektrolytových par uvolňovanými plyny. V praxi se elektrolýza obvykle provádí při teplotách nepřesahujících 80 °C. Významný vliv na hodnotu m] má proudová hustota. Přepětí klesá s klesající proudovou hustotou. Proto je výhodné pracovat s elektrodami s co největším povrchem.

Uvedené množství kyslíku se blíží průměrnému dennímu příjmu kyslíku osobou. Z toho plyne, že pro zásobování jedné osoby kyslíkem je nutné projít elektrolýzou proud řádově 120 A. Průměrná dovolená hustota proudu leží v rozmezí 0,1-0,15 A/cm2. Celková plocha elektrod elektrolyzéru tedy bude ležet v rozmezí 800-1200 cm2 a s přihlédnutím ke zvýšení spotřeby 62 při velkém fyzickém zatížení by se měla celková plocha elektrod zvětšit 2-3krát.

Molekuly vodíku a kyslíku uvolněné současně na aktivním povrchu elektrod procházejí velkými póry elektrod na jejich vnější povrch a jsou vytlačovány do příslušných plynových komor. V elektrodách je vytvořeno pohyblivé rozhraní plyn-elektrolyt, jehož poloha je určena poměrem průměrů pórů v prvcích článku a přítomností protitlaku v plynových komorách. Se zvýšením tlaku v posledně jmenovaném se tato hranice pohybuje dovnitř, protože elektrolyt je vytlačován z velkých pórů elektrod a zůstává pouze v malých. Současně se na stěnách uvolněných velkých pórů budou usazovat páry elektrolytu, strhávané plyny, a díky své absorpci se vracejí zpět do membrány.

Možné schéma elektrolýzy je uvedeno v 4.5. Kyslík a vodík získaný v elektrolyzéru El vstupují do vyrovnávače tlaku UD. Se zvýšením tlaku v jednom z potrubí se elastická membrána prověsí, čímž se sníží odvod dalšího plynu a tím se vyrovná tlak v plynových komorách. Páry elektrolytu se oddělují v chladiči-separátoru XP, kondenzují na stěnách výměníku tepla, ponořeného do chladiva.“ Filtr F a přídavné spalování KD (vyhřívané katalyzátory) nakonec čistí kyslík, který získá požadovanou teplotu ve výměníku TO. Poté kyslík vstupuje do systému zásobování kyslíkem posádky.

Vodík z elektrolyzéru vstupuje do metanového reaktoru. Slibným fyzikálně-chemickým systémem je systém založený na elektrolýze solí (například uhličitanů draselných). Zde se v samotné elektrolýze absorbuje CO2 ze vzduchu v kabině a v důsledku mezireakcí se z něj uvolňuje plynný kyslík.

Obecně řečeno, abych byl upřímný, mohli by existovat dva laureáti Nobelovy ceny Paul Sabatier (úžasný případ) a nejsou příbuzní. Historik Paul Sabatier byl pětkrát nominován na Cenu za literaturu za svůj životopis sv. František z Assisi, ale bohužel... A chemik obdržel cenu, plně v souladu s vůlí Nobelovy, jako maximální přínos pro společnost. Ale nejdřív.

Paul Sabatier

Nobelova cena za chemii 1912 (sdílená s Victorem Grignardem). Formulace Nobelovy komise: „Za jím navrženou metodu hydrogenace organické sloučeniny v přítomnosti jemně rozptýlených kovů, což prudce podnítilo rozvoj organické chemie.

Budoucí chemik a laureát Nobelovy ceny Paul Sabatier se narodil v malém francouzském městečku Carcassonne. Jeho otec byl drobným statkářem, ale kvůli neplacení daní přišel o majetek a otevřel si kloboučnictví. Paul byl nejmladší ze sedmi dětí a vždy se vyznačoval pílí a dobrým pokrokem ve škole. Když se chlapec připravoval na vstup na lyceum v Toulouse, dostal se nejprve na veřejné přednášky z fyziky a chemie (ano, tehdy už tam byli místní pedagogové). Tyto přednášky ho přiměly, aby se zapojil do velké vědy. A k tomu, věřil Sabatier, musíte být nejlepší.

Když je čas jít střední škola, Paul vstoupil do slavné Ecole Polytechnic a Ecole Normal ve stejnou dobu. Musel jsem si vybrat a v důsledku toho mladý muž v roce 1877 absolvoval Vyšší normální školu v Paříži, jednu z nejprestižnějších francouzských univerzit, jako nejlepší ve skupině.

Poté Paul studoval ještě rok fyziku v Nice a poté začal studovat chemii u velkého Marcelina Berthelota na slavné Collège de France, vzdělávací a vědecké instituci založené v první polovině 16. století. Sabatier se stal asistentem vynikajícího chemika. Mimochodem, je zvláštní, že nyní je náměstí v Paříži, na kterém tato instituce stojí, pojmenováno po Berthelotovi.

College de France

Wikimedia Commons

Učitel Sabatier stál u zrodu moderní organické syntézy (a podél cesty i biochemie), z nichž mnohé jsou dodnes známé školní kurz Byl to on, kdo syntetizoval látky: benzen, etylen, ethylalkohol. Byl to Berthelot, kdo syntetizoval analogy přírodních tuků a ukázal, že jde o estery glycerolu (a ten je trojmocný alkohol, což Berthelot také ukázal). Nakonec také syntetizoval analogy mastných kyselin.

Marcelin Berthelot

Wikimedia Commons

Pravda, Sabatier se nejprve musel vypořádat s anorganickými látkami. Jak později s úsměvem vzpomínal: "Nejvíc dělám v předmětu, který mám nejméně rád." První výzkumná práce budoucím laureátem Nobelovy ceny byla termochemie síry a sulfidů kovů. Ve 26 letech se touto prací stal doktorem chemie. Sabatier se okamžitě stal velmi uznávaným chemikem. V roce 1884, jakmile dosáhl 30 let, minimálního věku pro profesuru, dostal náš hrdina židli. obecná chemie na univerzitě v Toulouse. Na této univerzitě zůstal profesorem až do svého odchodu do důchodu po 45 letech.

Pozoruhodný fakt: 23 let po svém jmenování dostal Sabatier okamžitě dva lichotivé návrhy související se dvěma těžkými ztrátami francouzské a světové chemie: s odstupem pouhého měsíce, 20. února a 18. března 1907, ještě relativně mladý Henri Moissan a ctihodný Sabatierův učitel Marcelin Berthelot. Profesorovi z Toulouse bylo nabídnuto křeslo Moissana na Sorbonně a křeslo Berthelota na College de France. Zůstal v provincii.

V Toulouse se Sabatier pustil do organické práce. Ukázalo se, že hlavní úspěch chemika souvisí právě s experimenty Moissana.

Henri Moissan

Wikimedia Commons

Všechno to začalo anorganickým. Ludwig Mond a spoluautoři získali kovové komplexy se skupinou CO - "karbonylové kovy". Sabatier dostal totéž, ale s ŽÁDNÝmi molekulami, „nitroso-kovy“, a když si vzal za asistenta studenta (a kněze) Jean-Baptiste Senderana, začal se pokoušet získat kovové komplexy s nenasycenými uhlovodíky: ethylenem a acetylenem. Výše zmíněný Moissan se spolu se svým kolegou Charlesem Moreauem pokusil přidat acetylen do kovů čerstvě redukovaných z oxidů: niklu, kobaltu a železa. Nic ale nefungovalo, ale zdálo se, že se uvolňuje vodík a kapalina, která autorům připadala jako směs aromatických uhlovodíků. Ale reakce byla vrtošivá a Moissan své pokusy vzdal.

V roce 1897 Sabatier požádal Moissana o povolení opakovat své experimenty, ale místo acetylenu vzal méně aktivní ethylen. S niklem a při 300 stupních reakce začala, ale byl získán ethan, nikoli vodík, jak navrhoval Moissan. Nejprve se tedy při 300 stupních ethylen částečně rozkládá za uvolňování vodíku a poté se vodík v přítomnosti niklu spojuje s ethylenem a tvoří ethan! Pak Sabatier a Sanderan vzali směs ethylenu a vodíku a taková reakce začala již při 30-35 stupních!

Sabatier-Sanderandova reakce

Wikimedia Commons

Chemici tak získali jednoduchou a levnou metodu hydrogenace dvojných a trojných vazeb, která je dnes známá jako Sabatier-Sanderanova reakce. A co je nejdůležitější, tato metoda získala průmysl. Proč je hydrogenační reakce velmi důležitá pro průmysl, zejména pro potraviny?

Zde je příklad: olej. Obyčejné máslo. Chutné a dobré, ale pro pekařský a cukrářský průmysl někdy příliš drahé. Bylo by hezké získat náhradu z rostlinných olejů. Ale jsou tekuté, mimo jiné proto, že rostlinné tuky obsahují zbytky nenasycených kyselin. To znamená, že existuje dvojná vazba. Můžete se tedy pokusit k němu připojit vodík, hydrogenovat ho. Opravdu, pokud hydrogenujete rostlinný olej, získáte známý margarín pro nás všechny. Ale platina a palladium, které se tehdy používaly jako katalyzátor, učinily takovou výrobu zcela irelevantní.

Navzdory skutečnosti, že Sabatier ve skutečnosti neusiloval o peníze a slávu (učinil mnoho objevů v katalýze, ale získal pouze několik patentů, raději se věnoval vědě a výuce), uznání přišlo velmi rychle: již v roce 1912 se Sabatier stal Laureát Nobelovy ceny za chemii, sdílející cenu s Victorem Grignardem, který otevřel éru organokovové chemie a také dal chemikům vynikající metodu pro syntézu nových sloučenin.

Pak bude ještě skoro 30 let života. Sabatier otevře proces, který dostal jeho jméno, reakci získávání metanu (CO 2 + 4H 2 → CH 4 + 2H 2 O), vytvoří teorii katalýzy, ve které bude polemizovat se Svante Arrheniusem a dokázat, že reakce se vyskytuje na povrchu katalyzátoru...

A v Nobelově přednášce řekne: „Za posledních 15 let mě myšlenka na mechanismus katalýzy nikdy neopustila. Všechny mé úspěchy jsou výsledkem jejích závěrů. Teorie si nemohou nárokovat nesmrtelnost. To je jen pluh, kterým oráč dělá brázdu a který má plné právo po sklizni vyměnit za jiný, dokonalejší.

A Účtenka
1. Reakcewurtz : působení kovového sodíku na monohalogenderiváty uhlovodíků. Karbonová kostra je zdvojená. Reakce je vhodná pro získání symetrických alkanů.
2CH3-CH2Br + 2Na \u003d CH3-CH2-CH2-CH3 + 2NaBr

2. Reakce Dumas: dekarboxylace solí karboxylových kyselin - fúze s alkáliemi.
CH 3 COONa (tv.) + NaOH (tv.) \u003d CH 4 + Na 2 CO 3

3. Reakce Kolbe: elektrolýza roztoků solí karboxylových kyselin:
CH 3 COONa + 2H 2 O \u003d [elektrický proud] \u003d 2CO 2 + H 2 + C 2H 6 + 2NaOH

4. Syntéza Gustavson: odstranění dvou atomů halogenu z dihalogenalkanů:
СlCH2-CH2-CH2-CH2Cl + Zn \u003d C4H8 (cyklobutan) + ZnCl2
Místo hořčíku lze použít zinek.

5. Syntéza Lebeděv: získávání butadienu z ethanolu.
2C2H5OH \u003d H2 + 2H20 + CH2 \u003d CH-CH \u003d CH2

Chemické vlastnosti
1. Reakce Konovalová– nitrace alkanů zředěnou (10%) kyselinou dusičnou:
C2H6 + HNO3 \u003d C2H5NO2 + H20
Nitrační selektivita:
terciární atom sekundární atom primární atom uhlíku.

2. Účinek harash: přidání bromovodíku v přítomnosti peroxidu. Reakce probíhá proti Markovnikovovu pravidlu:
CH3-CH \u003d CH2 + HBr \u003d [H2O2] \u003d CH3-CH2-CH2Br

3. Reakce Wagner: reakce se studeným vodným roztokem manganistanu draselného - mírná oxidace alkenů (vzniká diol)
3CH3-CH \u003d CH2 + 2KMnO4 + 4H20 \u003d 2MnO2 + 2KOH + 3CH3-CH (OH) -CH2 (OH)

4. Reakce Kucherová: hydratace alkynů. K přidávání vody dochází v přítomnosti solí rtuťnatých (II) a probíhá prostřednictvím tvorby nestabilního enolu, který isomerizuje na aldehyd nebo keton. Hydratace acetylenu poskytuje aldehyd, další alkyny - keton.
C2H2 + H20 \u003d CH3CHO

5. Reakce Zelinského: trimerizace acetylenu na aktivním uhlí. Vzniká benzen.
3C2H2=C6H6

6. Reakce Zinina: redukce nitrosloučenin v roztoku v alkalickém a neutrálním prostředí:
R-NO 2 + 3 (NH 4) 2 S \u003d R-NH 2 + 3S + 6NH3 + 2H20

CO NÁS SPOJUJE...

Arbuzovova reakce (Arbuzovův přesmyk, Arbuzovova izomerizace) Katalytická izomerizace esterů kyseliny fosforité na estery alkylfosfinových kyselin (1904).

Beilsteinovo pravidlo Jsou-li oba substituenty v aromatickém kruhu stejného typu, pak je převládající směr substituce určen tím, jehož vliv je silnější (1866).

Beilsteinův test Objev halogenů v organických sloučeninách kalcinací na oxidovaném měděném drátu ( 1872 ). Látka smíchaná s CuO se nanese na měděný (nebo platinový) drát a přivede se do plamene; výsledné těkavé halogenidy mědi barví plamen zeleně nebo modrozeleně.

ČinidloBenedikt (Snaž seBenedikt) . Detekce alifatických aldehydů působením na ně vodný roztok obsahující síran měďnatý CuSO 4, uhličitan sodný Na 2 CO 3 a citrát sodný. Při zahřívání se tvoří červené, žluté, zelené sraženiny.

Borodinova reakce Rozklad karbamidu:

Butlerov-Lermontova-Eltekovova reakce Příprava izostrukturních uhlovodíků katalytickou alkylací nižších olefinů alkylhalogenidy (1878).

Wagnerova reakce (Wagnerova oxidace, manganistanový test). Oxidace organických sloučenin obsahujících dvojnou vazbu působením 1-3% roztoku manganistanu draselného ( 1887 ) V cís-a-glykoly v alkalické prostředí(považuje se za pozitivní, pokud se roztok manganistanu v kyselém prostředí rychle odbarvuje nebo v alkalickém a neutrálním prostředí zhnědne):

Wöhlerova reakce Interakce karbidu vápníku s vodou (1862). Reakce nabyla praktického významu poté, co A. Moissan a T. Wilson vyvinuli způsob levné výroby karbidu vápníku v elektrické peci tavením koksu a vápna (1892).

Williamsonova reakce (Williamsonova metoda). Příprava etherů z alkylhalogenidu a alkoholátu sodného (nebo draselného):

Wurtzova reakce. . Syntéza alkanů působením kovového sodíku v inertním rozpouštědle na alkylhalogenidy (1855):
PROTI obecný pohled:

Wurtz-Fittigova reakce. . Získávání alkylbenzenů ze směsi alifatických a aromatických halogenidů působením kovového sodíku v inertním rozpouštědle (1864):

Harryho reakce.(1866-1923), profesor (Německo). Hlavní výzkum je věnován chemii kaučuku. Předseda Německé chemické společnosti (1920-1922). Tvorba ozonidů.

Gattermannova reakce. Získání aromatického aldehydu reakcí fenolu s chlorovodíkem a kyanovodíkem v přítomnosti katalyzátorů (Lewisových kyselin) s následnou hydrolýzou produktu (1898):

Gollemann Orientační pravidla Orientanty (substituenty) prvního druhu (CH 3, C 2 H 5, halogeny, aminoskupina, hydroxyl) zvyšují reaktivitu aromatického jádra a směrují činidla do ortho a para poloh.
2. Orientanty (substituenty) druhého druhu (nitro a sulfoskupiny, karboxylové a karbonylové skupiny) snižují reaktivitu aromatického jádra a směrují činidla do polohy meta (1895). (Nyní jsou tyto efekty vysvětleny na základě elektronických konceptů: mezomerní a indukční efekty, 1920).

Hoffmannova reakce. Získávání alifatických aminů z alkylhalogenidů:
a tak dále, dokud se nevytvoří terciární amin (CH3)3N.

Grignardovo činidlo. Syntéza organická hmota z alkylhalogenidů a hořčíku v etheru. Reakci objevil P. Barbier v roce 1899 a podrobně ji studoval V. Grignard v roce 1900:
Grignardovo činidlo RMgX se používá pro adici na vícenásobné vazby

Gustavsonova reakce. Příprava cykloalkanů z dihalogenderivátů ( 1887 ).

Diels-Alderova reakce (syntéza dienu ) Připojení nenasycené sloučeniny, jejíž násobná vazba je aktivována sousední skupinou (tato sloučenina se nazývá " dienofil": akrolein, anhydrid kyseliny malonové, krotonaldehyd), na nenasycený uhlovodík ( dien), které mají konjugované dvojné vazby (butadien, cyklohexadien, antracen, furan) (1928).

Zajcevovo pravidlo. K eliminaci halogenovodíkových kyselin z alkylhalogenidů nebo vody z alkoholů dochází převážně tak, že vodík opouští nejméně hydrogenovaný sousední atom uhlíku s halogenem nebo hydroxylem ( 1875 ):

Zelinského-Kazanského reakce (Zelinsky-Kazanského metoda). Trimerizace acetylenu (polymerace acetylenu) na aktivním uhlí zahříváním (1924) :

Zelinského reakce (ireverzibilní katalýza, Zelinského katalýza) Katalytická disproporcionace cyklohexadienu a cyklohexenu (1911):

Zinina reakce. Získávání aromatických nitrosloučenin ( 1842 ):

Cannizzarova reakce. Redoxní disproporcionace dvou molekul aromatického aldehydu v alkalickém prostředí vedoucí k tvorbě alkoholu a kyseliny (1853):

Kirchhoffova reakce. Získávání glukózy hydrolýzou škrobu při jeho zahřívání s katalyzátorem - zředěnou kyselinou sírovou ( 1811 ):

Clemmensenova reakce (Clemmensenovo zotavení). Redukce aldehydů a ketonů na homology benzenu vodíkem v době jeho izolace (redukce karbonylové skupiny na methylenovou skupinu) (1913):

Kolbe-Schmittova reakce. Získávání aromatických hydroxykyselin karboxylací fenolátů alkalických kovů (1860):

Kolbeho reakce (elektrochemická). Získávání alkanů se sudým počtem atomů uhlíku elektrolýzou roztoků solí alkalických kovů a karboxylových kyselin s nerozvětveným uhlíkovým řetězcem (1849):

Konovalovova reakce. Získání nitroalkanů ( 1888 ):

Kucherovova reakce (hydratace podle Kucherova). Katalytická hydratace acetylenických uhlovodíků za vzniku sloučenin obsahujících karbonyl ( 1881 ):

Lebeděvova reakce. Výroba butadienu pyrolýzou ethanolu (1926 ):

Lvov-Šešukovova reakce. Chlorace olefinů v a-poloze k dvojné vazbě, doprovázená allylovým posunem dvojné vazby (1883):

Markovnikovovo pravidlo. V případě adice sloučenin obsahujících vodík (protonové kyseliny nebo voda) k nesymetrickému alkenu se atom vodíku přednostně váže na nejvíce hydrogenovaný atom uhlíku stojící na dvojné vazbě ( 1869 ):

Nastyukovova reakce (formalitová reakce). Interakce aromatických uhlovodíků s formaldehydem (stanovení aromatických uhlovodíků) v přítomnosti koncentrované kyseliny sírové (1904):
Tvorba červenohnědé pryskyřice potvrzuje přítomnost benzenu a jeho homologů. Reakci brání přítomnost nenasycených cyklických sloučenin.

Vláda Nesmeyanova-Borisova. K elektrofilním a radikálovým substitucím na atomu uhlíku vázaném dvojnou vazbou uhlík-uhlík dochází při zachování geometrické konfigurace molekuly látky.

Reimer-Thiemannova reakce. Získání aromatických Ó-hydroxyaldehydy interakcí fenolu s chloroformem v alkalickém roztoku. Reakce vede k zavedení aldehydové skupiny do benzenového kruhu (substituce obvykle nastává v poloze ortho):

Rosenmundova reakce. Získávání aromatických aldehydů z chloridů kyselin v prostředí benzenu, toluenu a dalších aromatických uhlovodíků:
Reakce byla objevena M. M. Zaitsevem v roce 1872 a podrobně studována K. V. Rosenmundem v roce 1918.

Sabatier-Sanderandova reakce. Hydrogenace ethylenu v kapalné fázi na ethan v přítomnosti jemně mletého niklu jako katalyzátoru (1899):

Savicova reakce. Příprava alkynů z dihalogenovaných alkanů (1861):

Selivanovův test. Kvalitativní objev fruktózy ( 1887 ) (ketózy po zahřátí s resorcinolem a kyselinou chlorovodíkovou dávají třešňově červenou barvu; aldózy za stejných podmínek interagují pomaleji a dávají světle růžové zbarvení):
(Můžete použít roztok skládající se z 0,05 g resorcinolu v 50 ml vody a několika kapek koncentrovaného kyseliny chlorovodíkové hustota 1,19 g/ml.)

Reakce Tiščenka. Disproporcionace aldehydu - získání esteru z aldehydu - v přítomnosti alkoholátu hlinitého (1906):

Tollensův test (reakce stříbrného zrcadla). Interakce formaldehydu s roztok amoniaku oxid stříbrný (Tollensovo činidlo):

Ullmannova reakce. Získání vyšších aromatických homologů z arylhalogenidů působením práškové mědi:

Reakce Favorského. Kondenzace karbonylových sloučenin s alkyny za vzniku acetylenových alkoholů:

Fischer-Tropschova syntéza. Příprava alkanů katalytickou hydrogenací (reakce s vodíkem) oxidu uhelnatého pod tlakem (1923).

Fokinova reakce. Hydrogenace tuků (1902):

Friedel-Craftsova reakce. Alkylace nebo acylace aromatické sloučeniny respektive alkyl nebo acylhalogenidy (získávající homology benzenu) v přítomnosti bezvodého katalyzátoru (AlCl3, BF3, ZnCl2 a další) (1877):

Chugaevova reakce (xantogenní reakce). Přeměna alkoholů na alkeny tepelným rozkladem xanthogenových esterů získaných z těchto alkoholů (1902).

Šukhov praskání. Vysokoteplotní zpracování ropných surovin za účelem získání produktů s nižší molekulovou hmotností - štěpení ropných uhlovodíků (1891).

Eltekovovo pravidlo (Eltekovovo přeskupení). Sloučeniny, ve kterých je hydroxylová skupina umístěna na atomu uhlíku tvořící násobnou vazbu uhlík-uhlík (enoly), jsou nestabilní a izomerizují na odpovídající karbonylové sloučeniny - aldehydy nebo ketony (1877):

Yurievova reakce. Vzájemné přeměny 5členných heterocyklických sloučenin obsahujících jeden heteroatom (1936).

Ruthenium s oxidem hlinitým lze použít jako účinnější katalyzátor. Proces je popsán následující reakcí:

C02 + 4H2 -> CH4 + 2H20+ energie∆H = −165,0 kJ/mol (pro zahájení reakce je potřeba určité počáteční množství energie/tepla)

Podpora života na vesmírné stanici

V současnosti generátory kyslíku na palubě Mezinárodní vesmírné stanice produkují kyslík z vody elektrolýzou a výsledný vodík vypouštějí do vesmíru. Při dýchání kyslíku vzniká oxid uhličitý, který je nutné ze vzduchu odstranit a následně zlikvidovat. Tento přístup vyžaduje pravidelný přísun značného množství vody vesmírná stanice pro výrobu kyslíku, kromě vody na pití, hygienu atd. Tak významná zásoba vody se při budoucích dlouhodobých letech mimo oběžnou dráhu Země stane nedostupnou.

Třetím a možná elegantnějším řešením stechiometrického problému by bylo spojit Sabatierovu reakci a reakci vodíku s oxidem uhličitým v jediném reaktoru následovně:

3C02 + 6H2 -> CH4 + 2CO + 4H20

Tato reakce je mírně exotermická a elektrolýzou vody se dosahuje poměru mezi kyslíkem a metanem 4:1, což poskytuje velkou rezervu kyslíku. Podle schématu, když je ze Země dodáván pouze lehký vodík a na místě se vyrábí těžký kyslík a uhlík, je zajištěn nárůst hmotnosti 18:1. Toto využití místních zdrojů by vedlo k významným úsporám hmotnosti a nákladů při jakýchkoli pilotovaných misích na Mars (nebo bezpilotních misích s dodáním půdy).

Napište recenzi na článek "Sabatierova reakce"

Výňatek charakterizující Sabatierovu reakci

"Ale jestli ti bude z nějakého důvodu nepříjemné se mnou mluvit," řekl starý muž, "řekni to, můj pane." A najednou se nečekaně usmál, otcovsky jemný úsměv.
"Ach ne, vůbec ne, naopak, jsem velmi rád, že tě poznávám," řekl Pierre, a když se znovu podíval na ruce nového známého, prozkoumal prsten blíže. Viděl na něm Adamovu hlavu, znak zednářství.
"Nech mě se zeptat," řekl. - Jste zednář?
- Ano, patřím do bratrstva svobodných zednářů, řekl cestovatel a hleděl hlouběji a hlouběji do Pierrových očí. - A jménem svým i jejich jménem k tobě natahuji svou bratrskou ruku.
"Obávám se," řekl Pierre s úsměvem a váhal mezi důvěrou, kterou v něj inspirovala osobnost zednáře, a zvykem zesměšňovat přesvědčení zednářů, "obávám se, že jsem velmi daleko od toho, abych pochopil, jak abych to řekl, obávám se, že můj způsob uvažování o všem ve vesmíru je tak opačný než váš, že si nerozumíme.
"Znám tvůj způsob myšlení," řekl zednář, "a způsob myšlení, o kterém mluvíš a který se ti zdá produktem tvé duševní práce, je způsob myšlení většiny lidí, je monotónním plodem pýcha, lenost a nevědomost. Promiňte, můj pane, kdybych ho neznal, nemluvil bych s vámi. Tvůj způsob myšlení je smutný klam.
"Stejně jako mohu předpokládat, že se mýlíš," řekl Pierre a slabě se usmál.
"Nikdy se neodvážím tvrdit, že znám pravdu," řekl svobodný zednář, stále více zarážející Pierre svou jistotou a pevností řeči. - Nikdo sám nemůže dosáhnout pravdy; jen kámen po kameni, za účasti všech, milionů generací, od praotce Adama až po naši dobu, se staví onen chrám, který by měl být důstojným příbytkem Velkého Boha, - řekl svobodný zednář a zavřel oči.
"Musím ti říct, nevěřím, nevěřím v Boha," řekl Pierre s lítostí a úsilím, cítil potřebu říct celou pravdu.
Zednář se pečlivě podíval na Pierra a usmál se, jako by se bohatý muž, který držel v rukou miliony, usmál na chudého muže, který by mu řekl, že on, chudák, nemá pět rublů, které by ho mohly udělat šťastným.
"Ano, neznáte Ho, můj pane," řekl zednář. „Nemůžeš Ho znát. Neznáš Ho, proto jsi nešťastný.
"Ano, ano, jsem nešťastný," potvrdil Pierre; - ale co mám dělat?
„Neznáš Ho, můj pane, a proto jsi velmi nešťastný. Neznáte Ho, ale je zde, je ve mně. Je v mých slovech, je ve vás, a dokonce i v těch rouhačských řečech, které jste právě pronesl! řekl zednář přísným, třesoucím se hlasem.
Odmlčel se a vzdychl, zřejmě se snažil uklidnit.
„Kdyby tam nebyl,“ řekl tiše, „nemluvili bychom o Něm, můj pane. Co, o kom jsme mluvili? koho jsi popřel? řekl náhle s nadšenou vážností a autoritou v hlase. - Kdo to vymyslel, když to neexistuje? Proč ve vás vznikl předpoklad, že existuje taková nepochopitelná bytost? Proč jste vy a celý svět předpokládali existenci takové nepochopitelné bytosti, všemocné bytosti, věčné a nekonečné ve všech svých vlastnostech?… – Zastavil se a dlouho mlčel.
Pierre nemohl a nechtěl prolomit toto ticho.
"Existuje, ale je těžké mu porozumět," promluvil znovu svobodný zednář a nedíval se Pierrovi do tváře, ale před sebe, svým starým rukama, které z vnitřního vzrušení nemohly zůstat klidné a třídit stránky. knihy. „Kdyby to byl člověk, o jehož existenci bys pochyboval, přivedl bych ho k tobě, vzal ho za ruku a ukázal ti ho. Ale jak mohu já, bezvýznamný smrtelník, ukázat veškerou všemohoucnost, celou věčnost, všechnu Jeho dobrotu tomu, kdo je slepý, nebo tomu, kdo zavírá oči, aby Ho neviděl, nechápal a neviděl, a nechápat všechnu jeho ohavnost a zkaženost? Odmlčel se. - Kdo jsi? co ty? Sníš o sobě, že jsi moudrý muž, protože bys dokázal vyslovit tato rouhavá slova, - řekl s pochmurným a opovržlivým úsměvem, - a jsi hloupější a šílenější než malé dítě, které si hraje s díly umně vyrobeného hodinky, by si troufl tvrdit, že, protože nechápe účel těchto hodin, nevěří v mistra, který je vytvořil. Je těžké Ho poznat... Pro toto poznání pracujeme po staletí, od praotce Adama až do dnešních dnů, a jsme nekonečně daleko od dosažení našeho cíle; ale v našem nepochopení Ho vidíme jen naši slabost a Jeho velikost... - Pierre, s klesajícím srdcem, díval se zářícíma očima do tváře svobodného zednáře, poslouchal ho, nepřerušoval, neptal se ho, ale celým srdcem věřil tomu, co mu tento cizinec řekl. Věřil těm rozumným argumentům, které byly v řeči zednáře, nebo věřil, jak věří děti, intonaci, přesvědčení a srdečnosti, které byly v řeči zednáře, chvění hlasu, které někdy téměř přerušil zednáře, nebo tyto brilantní, senilní oči, zestárly ze stejného přesvědčení nebo z toho klidu, pevnosti a znalosti svého záměru, které zářily z celé bytosti zednáře a které ho zvláště silně zasáhly ve srovnání s jejich opomenutí a beznaděj; - ale z celého srdce chtěl věřit a věřil a prožíval radostný pocit klidu, obnovy a návratu k životu.
"Není chápán myslí, ale je chápán životem," řekl svobodný zednář.
"Nerozumím," řekl Pierre a vyděšeně cítil, jak v něm narůstají pochybnosti. Bál se vágnosti a slabosti argumentů svého partnera, bál se, že mu neuvěří. "Nechápu," řekl, "jak lidská mysl nemůže pochopit znalosti, o kterých mluvíš.