A hatalmas jégtónál a Marson és Musk tervében

A Mars gyarmatosításának terve mindig is viszonylag könnyű hozzáférést feltételezett a vízhez. Talált egy hatalmas tavat (14 300 köbkilométer jég) - a képen látható térkép - tökéletesen illeszkedik a Tervbe.

Idézzük fel Musk tervét – szó szerint idézem, majd a fordítást, megjegyzéseket és részleteket Elon többi beszédéből.

1. Küldj Sárkány felderítő küldetéseket, először csak azért, hogy megbizonyosodjunk arról, hogyan kell leszállni kráter hozzáadása nélkül, majd kitaláljuk a legjobb módja annak, hogy vizet szerezzen a CH4/O2 Sabatier-reakcióhoz.
2. A Heart of Gold űrhajó csak a hajtóanyaggyár építéséhez szükséges felszereléssel megrakva repül a Marsra.
3. Az első legénységi küldetés felszereléssel a kezdetleges bázis felépítésére és a hajtóanyag üzem befejezésére.
4. Igyekezzen megduplázni a járatok számát minden egyes Föld-Mars keringési randevúnál, ami 26 havonta történik, amíg a város magától fel nem nő.

A szövege az dőlt, a megjegyzéseim közvetlenek.

1. Küldd el a Sárkányt, hogy nyomozzon. Először is, hogy megbizonyosodjunk arról, hogyan kell leszállni a hajóra anélkül, hogy újabb krátert adnánk hozzá, majd megkeressük A legjobb mód víztermelés a CH4/O2 Sabatier reakcióhoz.

Ne adjunk hozzá krátert
Elon viccelődik, krátert hozzáadni azt jelenti, hogy összetörjük a leszállóegységet. Fellépésére közvetlenül azután került sor, hogy az Exo Mars küldetés egy szép krátert adott a bolygó felszínére. A Sárkány a Red Dragon küldetés, amelynek 2018-ban kell elkezdődnie. Ez egy függőleges leszállás gyakorlását és bemutatását jelenti hajtóműveken, hasonlóan az űrkikötőre és egy lebegő platformra történő leszálláshoz. "Természetesen még mindig szeretlek."

Mission Red Dragon
A sárkányt robotokkal töltik fel a feltáráshoz és a bányászathoz. Úgy tűnik, a SpaceX más szervezeteknek fog robotokat rendelni. De ezt a döntést még nem közölték. Musknak saját robotcége is van, amely már legalább egymilliárd dollárt fektetett be.

Víz és a Sabatier reakció
Két kémiai reakció és ennek megfelelően két berendezés kémiai reakciók a kolonizáció kezdeti szakaszában a főbbek lesznek: a. Víz elektrolízis reakció, b. Sabatier reakció
A. 2H2O \u003d 2H2 + O2 - Ebben a reakcióban a víz bomlása oxigént és hidrogént képez
b. CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O + energia - A marsi légkör szén-dioxidjával reagálva a hidrogén metánt és vizet termel. A Sabatier reakció energia felszabadulásával megy végbe, amit fel lehet/kell hasznosítani.
Metán és oxigén - az ITS sorozat (Interplanetary) hajóinak üzemanyaga és oxidálószere Szállítóhajók), amelyek közül az első az ikonikus „Aranyszív” nevet kapja.

Érdekes módon a Sabatier reakció létesítményt már megépítették és a marsi légkörnek megfelelő CO2-koncentráción tesztelték. De fejlődni fog és javulni fog.

2. Az "Arany Szíve" a Marsra repül, csak az üzemanyag-előállító üzem építéséhez szükséges berendezésekkel megrakva.

Az Arany Szív pilóta nélkül repül, és akár 100 tonna felszerelést és anyagot dob ​​a Mars felszínére. Alapvetően a vízkitermelés ipari léptékű megvalósításához és e két reakció lebonyolításához szükséges berendezésekről lesz szó: a víz és a Sabatier elektrolíziséről. Nyilvánvaló, hogy ez a berendezés energiaforrásokat tartalmaz.

3. Az első emberes küldetés küldetése egy kezdetleges bázis felépítése és egy üzemanyaggyártó létesítmény befejezése.

Az első emberes küldetés 12 fős lesz. Elonnak sok konkrét elképzelése van arról, hogy miből álljon a "kezdetleges bázis" - a neve Mars Base Alpha -, de most nincs itt az ideje, hogy minden részletet megvitassunk. A NASA által már megtalált természetes alagutak és barlangok aktív használata, illetve egyéb földalatti létesítmények építése várható. A felületen üvegből készült és szénszál erősítésű átlátszó sátrak feltételezhetők.

Nyilvánvalóan a fő munka a vállalkozások alapításának befejezése lesz, amelyekhez a berendezéseket az "Aranyszív" szállítja: víztermelés, energia, elektrolízis reakció, Sabatier reakció.

4. Ezt követően az lesz a feladat, hogy a Föld és a Mars minden egyes megközelítésénél megduplázzák a kiküldött hajók számát, ami 26 havonta történik, egészen addig, amíg a város önálló növekedésnek nem indul.

Nincs mit hozzászólni. Több száz megoldatlan probléma. Bár csak kettő tűnik nehéznek: a Mars natív bioszférájával való interakció szabályai (amely valószínűleg létezik, és valószínűleg nagyon törékeny), és hogy a babák normális esetben a Föld gravitációjának 1/3-án kihordják-e és születnek-e.

Az Ice Lake a Mars egy kényelmes régiójában, a középső szélességi fokon található, sok nagyon lapos hely alkalmas leszállásra. A jeget borító, egy-tíz méter vastag talajréteg. A jég részben homokkal is keveredik, de a jég tisztasága 50-85% közé esik. A jégtó mélysége 100-200 méter.

A vízkészlet az egyik amerikai Nagy-tavahoz hasonlítható - "Felső".

Az autonóm típusú túlnyomásos kabinban hosszú (több hónapos) repülések során előnyösnek tűnik az utastérben a gázkörnyezet regenerálásának fiziko-kémiai módszere, emberi anyagcseretermékek felhasználásával oxigén előállítására. Az ember által naponta kibocsátott szén-dioxid és vízgőz körülbelül 2,8 kg oxigént tartalmaz, ami jelentősen meghaladja egy személy napi oxigénfogyasztásának mértékét. Így alapvető lehetőség van a 02 kinyerésére az emberi létfontosságú tevékenység termékeiből. Tól től szén-dioxid napi egy ember által leadott (~ 0,9 kg) oxigénhez 0,65 kg, a hiányzó 0,15-0,25 kg oxigénhez pedig mindössze 0,17-0,28 kg vízre van szükség, amit a "feleslegben" felhasználhat. metabolikus víz, amelyet a szervezet az anyagcsere folyamatában választ ki.

A fizikai-kémiai regenerációs rendszer a felhasználáson alapulhat Sabatier reakciók. Így az oxigén megszerzésének végterméke az elektrolizátorba belépő víz, amely a kabinban lévő gáznemű közeg fizikai-kémiai regenerálódását szolgáló rendszer egyik fő alkotóeleme. Egy ilyen regenerációs rendszerben zeolitok használhatók CO2-szorpcióra, hűtő-szárító egységek (XSA) (4.2) pedig a felesleges nedvesség eltávolítására a kabinból, biztosítva a vízgőz kondenzációját.

Ha az oxigénredukció minden szakaszát végrehajtják, akkor a Sabatier-reakcióhoz szükséges hidrogénmennyiséget víz elektrolízisével és metán pirolízisével biztosítják, amely jelentős energiafogyasztást igényel.

A fizikai-kémiai regenerációs rendszer szerkezeti diagramja. A rendszer a következőképpen működik. A kabinból a levegőt B ventilátorok keringetik két körön keresztül: a C és XSA zeoliton keresztül, amelyekben a CO2 szorbeálódik és a nedvesség lecsapódik. A zeolit ​​abszorberek két párhuzamos blokkban vannak összekötve, és felváltva működnek - az egyik szorpciós módban, a másik deszorpciós üzemmódban. A zeolitok által abszorbeált szén-dioxidot a CO2 kondenzátoron keresztül a metánreaktorba táplálják, ahol az elektrolizátor katódteréből a sűrítőn keresztül hidrogént is betáplálnak. Metánreaktorban megfelelő körülmények között a CO2 a Sabatier-reakció során vízre és metánra bomlik. A reaktorból vizet táplálnak az elektrolizátorba, és eltávolítják a metánt a körből. A víz egy része a zeolitpatronok előtt elhelyezett H20 abszorberekből is bejut az elektrolizátorba.

Ezért a legkisebb p0 értékű elektrolit kerül kiválasztásra. Ezt úgy érik el, hogy elektrolitot választanak, és annak "tele van egy bizonyos koncentrációja (a KOH esetében - 30-33 ° / o). A túlfeszültség r\ nagysága az emf értékek összege. .koncentráció és kémiai polarizáció. A (4.8) és (4.9) egyenletekből látható, hogy az elektrolízis során a hidroxil ionok koncentrációja a katódtérben növekszik, az anódtérben pedig csökken. Ez egy koncentrációs emf megjelenéséhez vezet, amely az emf ellen irányul. külső áramforrás. Emf előfordulása. kémiai polarizáció, szintén az emf ellen irányul. egy külső áramforrás az ionok elektródákon történő kisülésének lassúságával és a molekuláris O2 és H2 atomból képződési szakaszának jelenlétével jár. A gyakorlatban az érték a következő tényezőktől függ: elektróda anyaga, hőmérséklet, áramsűrűség, az elektrolit jellege és koncentrációja. Amint a tapasztalat azt mutatja, a lúgokban stabil fémek közül a vascsoport fémei jellemzőek a legalacsonyabb értékkel, amelyeket a gyakorlatban használnak. Az elektrolit hőmérsékletének emelkedése a túlfeszültség csökkenéséhez vezet. Ez azonban jelentősen megnöveli az elektrolit gőzeinek a fejlődő gázok általi bejutását. A gyakorlatban az elektrolízist általában 80 °C-ot meg nem haladó hőmérsékleten végzik. Az m] értékére jelentős befolyást gyakorol az áramsűrűség. A túlfeszültség az áramsűrűség csökkenésével csökken. Ezért előnyös a lehető legnagyobb felületű elektródákkal dolgozni.

A feltüntetett oxigénmennyiség megközelíti az egyén átlagos napi bevitelét. Ebből következik, hogy egy személy oxigénellátásához 120 A nagyságrendű áramot kell átvezetni az elektrolizáló üzemen. Az átlagos megengedett áramsűrűség 0,1-0,15 A/cm2 tartományba esik. Ezért az elektrolizáló elektródáinak teljes felülete 800-1200 cm2 között lesz, és figyelembe véve a fogyasztás növekedését 62 nagy fizikai terhelés mellett, az elektródák teljes felületét 2-3-szorosára kell növelni.

Az elektródák aktív felületén egyidejűleg felszabaduló hidrogén- és oxigénmolekulák az elektródák nagy pórusain keresztül eljutnak azok külső felületére, és kipréselődnek a megfelelő gázkamrákba. Az elektródákban mozgó gáz-elektrolit határfelület alakul ki, melynek helyzetét a cellaelemekben lévő pórusátmérők aránya és a gázkamrákban fennálló ellennyomás határozza meg. Az utóbbi nyomásának növekedésével ez a határ befelé mozog, mivel az elektrolit az elektródák nagy pórusaiból kipréselődik, és csak a kicsiben marad. Ezzel egyidejűleg a felszabaduló nagy pórusok falán a gázok által magával ragadó elektrolit gőzök leülepednek, és felszívódása révén visszatérnek a membránba.

Az elektrolizáló üzem lehetséges sémáját a 4.5. Az El elektrolizátorban kapott oxigén és hidrogén belép az UD nyomáskiegyenlítőbe. A nyomás növekedésével az egyik vezetékben a rugalmas membrán megereszkedik, csökkentve egy másik gáz eltávolítását, és ezáltal kiegyenlítve a nyomást a gázkamrákban. Az XP hűtő-leválasztóban az elektrolit gőzök leválasztása a hőcserélő falán kondenzálódik, a hűtőközegbe merülve. "Az F szűrő és az utóégető KD (fűtött katalizátorok) végül megtisztítják az oxigént, amely a TO hőcserélőben eléri a kívánt hőmérsékletet. Ezután az oxigén belép a személyzet oxigénellátó rendszerébe.

Az elektrolizátorból származó hidrogén belép a metánreaktorba. Ígéretes fizikai-kémiai rendszer a sók (például kálium-karbonátok) elektrolízisén alapuló rendszer. Itt magában az elektrolizáló cellában a CO2 felszívódik a kabin levegőjéből, és közbenső reakciók eredményeként gázhalmazállapotú oxigén szabadul fel belőle.

Általában véve, hogy őszinte legyek, két Nobel-díjas Paul Sabatier lehet (elképesztő eset), és ők nem rokonok. Paul Sabatier történészt ötször jelölték Irodalmi Díjra Szentpétervár-életrajzáért. Assisi Ferenc, de sajnos... És a kémikus Nobel akaratával teljes mértékben megkapta a díjat, mint a társadalom számára a legnagyobb hasznot. De először a dolgok.

Paul Sabatier

Kémiai Nobel-díj 1912 (Victor Grignarddal megosztva). A Nobel-bizottság megfogalmazása: „Az általa javasolt hidrogénezési módszerhez szerves vegyületek finoman diszpergált fémek jelenlétében, ami élesen ösztönözte a szerves kémia fejlődését.

A leendő kémikus és Nobel-díjas Paul Sabatier a francia kisvárosban, Carcassonne-ban született. Apja kisbirtokos volt, de elvesztette vagyonát, mert nem fizetett adót, és kalapboltot nyitott. Pál volt a legfiatalabb a hét gyermek közül, és mindig kitűnt szorgalma és jó iskolai előmenetele. Amikor a fiú a toulouse-i líceumba készült, először nyilvános előadásokra jutott fizikáról és kémiáról (igen, akkor már voltak helyi pedagógusok). Ezek az előadások arra késztették, hogy nagy tudományokkal foglalkozzon. És ehhez Sabatier szerint a legjobbnak kell lenned.

Amikor ideje menni Gimnázium, Paul egyszerre lépett be a híres Ecole Polytechnicbe és az Ecole Normalba. Választani kellett, és ennek eredményeként a fiatalember 1877-ben a párizsi Higher Normal Schoolban, az egyik legrangosabb francia egyetemen végzett a csoport legjobbjaként.

Ezután Pál még egy évig fizikát tanult Nizzában, majd kémiát kezdett tanulni a nagy Marcelin Berthelotnál a híres Collège de France-ban, a 16. század első felében alapított oktatási és tudományos intézményben. Sabatier egy kiváló vegyész asszisztense lett. Egyébként érdekes, hogy most a párizsi tér, amelyen ez az intézmény áll, Berthelot nevéhez fűződik.

College de France

Wikimedia Commons

Sabatier tanár kiállt a modern szerves szintézis (és közben a biokémia) kiindulópontjánál, amelyek közül sok ma is ismert. iskolai tanfolyamŐ volt az, aki szintetizált anyagokat: benzolt, etilént, etil-alkoholt. Berthelot volt az, aki a természetes zsírok analógjait szintetizálta, és kimutatta, hogy ezek a glicerin észterei (és ez utóbbi egy háromértékű alkohol, amelyet Berthelot is mutatott). Végül zsírsavak analógjait is szintetizálta.

Marcelin Berthelot

Wikimedia Commons

Igaz, Sabatiernek először a szervetlen anyagokkal kellett megküzdenie. Ahogy később vigyorogva emlékezett vissza: "Abban a témában csinálom a legtöbbet, amit a legkevésbé szeretek." Első kutatómunka a leendő Nobel-díjas a kén és fém-szulfidok termokémiája volt. 26 évesen ezzel a munkával a kémia doktora lett. Sabatier azonnal nagy tekintélyű vegyész lett. Hősünk 1884-ben, amint betöltötte a professzori tisztség alsó korhatárát, a harmincadik életévét, katedrát kapott. Általános kémia a toulouse-i egyetemen. Ezen az egyetemen 45 év utáni nyugdíjazásáig professzor maradt.

Figyelemre méltó tény: 23 évvel kinevezése után Sabatier azonnal kapott két hízelgő javaslatot a francia és a világ kémiája által elszenvedett két súlyos veszteséggel kapcsolatban: mindössze egy hónapos időközönként, 1907. február 20-án és március 18-án a még viszonylag fiatal Henri. Moissan és a tiszteletreméltó Sabatier tanár, Marcelin Berthelot. A toulouse-i professzornak felajánlották, hogy a Sorbonne-on Moissan, a College de France-ban pedig Berthelot legyen. A tartományban maradt.

Toulouse-ban Sabatier szerves munkát végzett. Pontosan Moissan kísérleteivel derült ki, hogy a vegyész fő sikere összefügg.

Henri Moissan

Wikimedia Commons

Minden a szervetlennel kezdődött. Ludwig Mond és társszerzői fémkomplexeket szereztek a CO csoporttal - "karbonil fémek". Sabatier ugyanazt kapta, de NEM-molekulákkal, "nitrozo-fémekkel", és Jean-Baptiste Senderan diákot (és papot) asszisztensnek véve megpróbált fémkomplexeket előállítani telítetlen szénhidrogénekkel: etilénnel és acetilénnel. A fent említett Moissan kollégájával, Charles Moreau-val együtt acetilént próbált hozzáadni az oxidokból frissen redukált fémekhez: nikkelhez, kobalthoz és vashoz. De semmi sem működött, de úgy tűnt, hogy hidrogén és folyadék szabadul fel, ami a szerzők számára aromás szénhidrogének keverékének tűnt. De a reakció szeszélyes volt, és Moissan feladta próbálkozását.

1897-ben Sabatier engedélyt kért Moissantól kísérletei megismétlésére, de acetilén helyett kevésbé aktív etilént vett. Nikellel és 300 fokon a reakció beindult, de etánt kaptak, nem hidrogént, ahogy Moissan javasolta. Tehát először 300 fokon az etilén részben lebomlik hidrogén felszabadulásával, majd a hidrogén nikkel jelenlétében csatlakozik az etilénhez, etánt képezve! Aztán Sabatier és Sanderan etilén és hidrogén keverékét vették, és már 30-35 fokon beindult egy ilyen reakció!

Sabatier-Sanderand reakció

Wikimedia Commons

Így a vegyészek egy egyszerű és olcsó módszert kaptak a kettős és hármas kötések hidrogénezésére, amelyet ma Sabatier-Sanderan reakcióként ismernek. És ami a legfontosabb, ezt a módszert megkapta az ipar. Miért nagyon fontos a hidrogénezési reakció az iparban, különösen az élelmiszeriparban?

Íme egy példa: olaj. Normál vaj. Ízletes és jó, de néha túl drága a sütő- és cukrászipar számára. Jó lenne növényi olajokból pótolni. De folyékonyak, többek között azért, mert a növényi zsírok telítetlen savak maradékait tartalmazzák. Vagyis kettős kötés van. Tehát megpróbálhat hidrogént kötni hozzá, hidrogénezni. Valóban, ha növényi olajat hidrogénez, akkor mindannyiunk számára ismerős margarint kap. De a platina és a palládium, amelyeket akkor katalizátorként használtak, teljesen irrelevánssá tette az ilyen termelést.

Annak ellenére, hogy Sabatier nem igazán törekedett a pénzre és a hírnévre (sok felfedezést tett a katalízisben, de csak néhány szabadalmat kapott, inkább a tudomány és a tanítás területén foglalkozott), az elismerés nagyon gyorsan jött: már 1912-ben Sabatier Kémiai Nobel-díjas, megosztva a díjat Victor Grignarddal, aki megnyitotta a fémorganikus kémia korszakát, és a vegyészek számára is kiváló módszert adott új vegyületek szintézisére.

Aztán lesz még majdnem 30 életév. Sabatier megnyitja a nevét kapó folyamatot, a metán nyerési reakcióját (CO 2 + 4H 2 → CH 4 + 2H 2 O), megalkotja a katalízis elméletét, amelyben vitatkozni fog Svante Arrheniusszal, bizonyítva, hogy a reakció a katalizátor felületén történik...

A Nobel-előadásban pedig ezt fogja mondani: „Az elmúlt 15 év során a katalízis mechanizmusának gondolata soha nem hagyott el. Minden sikerem az ő következtetéseinek az eredménye. Az elméletek nem állíthatják a halhatatlanságot. Ez csak egy eke, amivel a szántó barázdát készít, s amelyet az aratás után minden joga megvan egy másik, tökéletesebbre cserélni.

ÉS Nyugta
1. Reakciówurtz : fémes nátrium hatása szénhidrogének monohalogén származékai. A szénváz megduplázódik. A reakció alkalmas szimmetrikus alkánok előállítására.
2CH3-CH2Br + 2Na \u003d CH3-CH2-CH2-CH3 + 2NaBr

2. Reakció Dumas: karbonsavak sóinak dekarboxilezése - fúzió lúgokkal.
CH 3 COONa (tv.) + NaOH (tv.) \u003d CH 4 + Na 2 CO 3

3. Reakció Kolbe: karbonsavak sóinak oldatainak elektrolízise:
CH 3 COONa + 2H 2 O \u003d [el. áram] \u003d 2CO 2 + H 2 + C 2 H 6 + 2NaOH

4. Szintézis Gustavson: két halogénatom eltávolítása dihalogén-alkánokból:
СlCH2-CH2-CH2-CH2Cl + Zn \u003d C 4 H 8 (ciklobután) + ZnCl 2
Magnézium helyett cink is használható.

5. Szintézis Lebegyev: butadién kinyerése etanolból.
2C2H5OH \u003d H 2 + 2H 2 O + CH2 \u003d CH-CH \u003d CH2

Kémiai tulajdonságok
1. Reakció Konovalova– alkánok nitrálása híg (10%-os) salétromsavval:
C 2 H 6 + HNO 3 \u003d C 2 H 5 NO 2 + H 2 O
Nitrálási szelektivitás:
tercier atom szekunder atom primer szénatom.

2. Hatás Harash: hidrogén-bromid hozzáadása peroxid jelenlétében. A reakció Markovnikov uralma ellen irányul:
CH 3 -CH \u003d CH 2 + HBr \u003d [H 2 O 2] \u003d CH 3 -CH 2 -CH 2 Br

3. Reakció Wagner: reakció hideg vizes kálium-permanganát oldattal - alkének enyhe oxidációja (diol képződik)
3CH 3 -CH \u003d CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O \u003d 2MnO 2 + 2KOH + 3CH 3 -CH (OH) -CH 2 (OH)

4. Reakció Kucherova: alkinok hidratálása. A víz hozzáadása higany(II)-sók jelenlétében történik, és instabil enol képződésén keresztül megy végbe, amely aldehiddé vagy ketonná izomerizálódik. Az acetilén hidratálása aldehidet, más alkinek - ketont ad.
C 2 H 2 + H 2 O \u003d CH 3 CHO

5. Reakció Zelinsky: acetilén trimerizálása aktív szénnel. Benzol keletkezik.
3C2H2=C6H6

6. Reakció Zinina: nitrovegyületek redukciója oldatban lúgos és semleges közegben:
R-NO 2 + 3 (NH 4) 2 S \u003d R-NH 2 + 3S + 6NH 3 + 2H 2 O

MI EGYESÍT MINKET...

Arbuzov-reakció (Arbuzov-átrendeződés, Arbuzov-izomerizáció) Foszforsav-észterek katalitikus izomerizálása alkil-foszfinsav-észterekké (1904).

Beilstein szabálya Ha egy aromás gyűrűben mindkét szubsztituens azonos típusú, akkor a szubsztitúció domináns irányát az határozza meg, amelyiknek a hatása erősebb (1866).

Beilstein teszt Halogének felfedezése szerves vegyületekben oxidált rézhuzalon végzett kalcinációval ( 1872 ). A CuO-val kevert anyagot réz- (vagy platina-) huzalra visszük, és lángba tesszük; a keletkező illékony rézhalogenidek a lángot zöldre vagy kékeszöldre színezik.

ReagensBenedek (próbáld kiBenedek) . Alifás aldehidek kimutatása rájuk ható hatásokkal vizesoldat réz(II)-szulfát CuSO 4, nátrium-karbonát Na 2 CO 3 és nátrium-citrát tartalmú. Melegítéskor vörös, sárga, zöld csapadék képződik.

Borodin reakciója A karbamid bomlása:

Butlerov-Lermontova-Eltekov reakció Izoszerkezetű szénhidrogének előállítása rövid szénláncú olefinek alkil-halogenidekkel történő katalitikus alkilezésével (1878).

Wagner-reakció (Wagner-oxidáció, permanganát teszt). Kettős kötést tartalmazó szerves vegyületek oxidációja 1-3%-os kálium-permanganát oldat hatására ( 1887 ) V cis-a-glikolok benne lúgos környezet(pozitívnak tekinthető, ha a permanganát oldat savas környezetben gyorsan elszíneződik, vagy lúgos és semleges közegben megbarnul):

Wöhler reakciója Kalcium-karbid kölcsönhatása vízzel (1862). A reakció gyakorlati jelentőségre tett szert, miután A. Moissan és T. Wilson kidolgozott egy módszert a kalcium-karbid elektromos kemencében történő olcsó előállítására koksz és mész olvasztásával (1892).

Williamson-reakció (Williamson-módszer). Éterek előállítása alkil-halogenidből és nátrium- (vagy kálium-)-alkoholátból:

Wurtz reakció. . Alkánok szintézise fémes nátrium hatására inert oldószerben alkil-halogenideken (1855):
V Általános nézet:

Wurtz-Fittig reakció. . Alkil-benzolok előállítása alifás és aromás halogenidek keverékéből fémes nátrium hatására inert oldószerben (1864):

Harry reakciója.(1866-1923), professzor (Németország). A fő kutatás a gumi kémiájával foglalkozik. A Német Kémiai Társaság elnöke (1920-1922). Az ózonidok képződése.

Gattermann reakciója. Aromás aldehid előállítása fenol hidrogén-kloriddal és hidrogén-cianiddal katalizátorok (Lewis-savak) jelenlétében történő reagáltatásával, majd a termék hidrolízisével (1898):

Gollemann tájékozódási szabályok Az első típusú orientánsok (szubsztituensek) (CH 3, C 2 H 5, halogének, aminocsoport, hidroxil) növelik az aromás mag reaktivitását, és a reagenseket az orto és para pozícióba irányítják.
2. A második típusú orientánsok (szubsztituensek) (nitro- és szulfocsoportok, karboxil- és karbonilcsoportok) csökkentik az aromás mag reaktivitását, és a reagenseket a meta-helyzetbe irányítják (1895). (Most ezeket a hatásokat elektronikus fogalmak alapján magyarázzák: mezomerikus és induktív hatások, 1920).

Hoffmann reakció. Alifás aminok előállítása alkil-halogenidekből:
és így tovább egy tercier amin (CH 3) 3 N képződéséig.

Grignard reagens. Szintézis szerves anyag alkil-halogenidekből és magnéziumból éterben. A reakciót P. Barbier fedezte fel 1899-ben, és V. Grignard részletesen tanulmányozta 1900-ban:
Az RMgX Grignard-reagenst több kötésnél alkalmazzák

Gustavson reakciója. Cikloalkánok előállítása dihalogén származékokból ( 1887 ).

Diels-Alder reakció (dién szintézis ) Telítetlen vegyület kötődése, amelynek többszörös kötését a szomszédos csoport aktiválja (az ilyen vegyületet " dienofil": akrolein, malonsav-anhidrid, krotonaldehid), telítetlen szénhidrogénné ( dién) konjugált kettős kötésekkel (butadién, ciklohexadién, antracén, furán) (1928).

Zaicev szabálya. A hidrogén-halogenidek alkil-halogenidekből vagy vízből alkoholokból való eltávolítása túlnyomórészt úgy történik, hogy a hidrogén a halogénnel vagy hidroxilcsoporttal a legkevésbé hidrogénezett szomszédos szénatomot hagyja el. 1875 ):

Zelinsky-Kazansky reakció (Zelinsky-Kazansky módszer). Acetilén trimerizálása (acetilén polimerizálása) aktív szénen melegítéssel (1924) :

Zelinsky-reakció (irreverzibilis katalízis, Zelinsky-katalízis) A ciklohexadién és a ciklohexén katalitikus diszproporcionálása (1911):

Zinin reakciója. Aromás nitrovegyületek visszanyerése ( 1842 ):

Cannizzaro reakció. Két aromás aldehid molekula redox diszproporcionálása lúgos közegben, ami alkohol és sav képződéséhez vezet (1853):

Kirchhoff reakciója. Glükóz kinyerése keményítő hidrolízisével, ha katalizátorral hevítik - híg kénsav ( 1811 ):

Clemmensen reakció (Clemmensen felépülés). Aldehidek és ketonok redukálása benzol homológokká hidrogénnel az izoláláskor (a karbonilcsoport redukciója metiléncsoporttá) (1913):

Kolbe-Schmitt reakció. Aromás hidroxisavak előállítása fenolátok karboxilezésével alkálifémek (1860):

Kolbe-reakció (elektrokémiai). Páros szénatomszámú alkánok előállítása alkálifém-sók és el nem ágazó szénláncú karbonsavak oldatainak elektrolízisével (1849):

Konovalov reakciója. nitroalkánok kinyerése ( 1888 ):

Kucserov reakciója (hidratálás Kucserov szerint). Acetilénes szénhidrogének katalitikus hidratálása karboniltartalmú vegyületek képződésével ( 1881 ):

Lebegyev reakciója. Butadién előállítása etanol pirolízisével (1926 ):

Lvov-Seshukov reakció. Olefinek klórozása az a-helyzetben a kettős kötésig, a kettős kötés allil-eltolódásával együtt (1883):

Markovnyikov uralma. Hidrogéntartalmú vegyületek (protonsav vagy víz) aszimmetrikus alkénhez való hozzáadása esetén a hidrogénatom előnyösen a kettős kötésnél lévő, leginkább hidrogénezett szénatomhoz kapcsolódik ( 1869 ):

Nastyukov reakció (formalitos reakció). Aromás szénhidrogének kölcsönhatása formaldehiddel (aromás szénhidrogének meghatározása) tömény kénsav jelenlétében (1904):
A vörösesbarna gyanta képződése megerősíti a benzol és homológjai jelenlétét. A reakciót telítetlen gyűrűs vegyületek jelenléte akadályozza.

Nesmeyanov-Borisov uralom. A szén-szén kettős kötéssel kötött szénatomon elektrofil és gyökös szubsztitúciók az anyagmolekula geometriai konfigurációjának megőrzésével történnek.

Reimer-Thiemann reakció. Aromás megszerzése O-hidroxi-aldehidek fenol és kloroform kölcsönhatásával lúgos oldatban. A reakció egy aldehidcsoport beviteléhez vezet a benzolgyűrűbe (a helyettesítés általában az orto-helyzetben történik):

Rosenmund reakciója. Aromás aldehidek előállítása savkloridokból benzol, toluol és más aromás szénhidrogének környezetében:
A reakciót M. M. Zaicev fedezte fel 1872-ben, és K. V. Rosenmund részletesen tanulmányozta 1918-ban.

Sabatier-Sanderand reakció. Etilén folyékony fázisú hidrogénezése etánná finom eloszlású nikkel, mint katalizátor jelenlétében (1899):

Savic reakciója. Alkinek előállítása dihalogénezett alkánokból (1861):

Selivanov tesztje. A fruktóz minőségi felfedezése ( 1887 ) (a ketózok rezorcinnal és sósavval hevítve cseresznyepiros színt adnak; az aldózok azonos körülmények között lassabban lépnek kölcsönhatásba, és halvány rózsaszínűt adnak):
(Használhat olyan oldatot, amely 0,05 g rezorcint tartalmaz 50 ml vízben és néhány csepp koncentrált sósavból sűrűsége 1,19 g/ml.)

Tiscsenko reakciója. Aldehid diszproporcionálása - észter előállítása aldehidből - alumínium-alkoholát jelenlétében (1906):

Tollens teszt (ezüsttükör reakció). A formaldehid kölcsönhatása a ammónia oldat ezüst-oxid (Tollens-reagens):

Ullmann reakciója. Magasabb aromás homológok előállítása aril-halogenidekből rézpor hatására:

Favorsky reakciója. Karbonilvegyületek kondenzációja alkinekkel acetilén-alkoholokká:

Fischer-Tropsch szintézis. Alkánok előállítása szén-monoxid nyomás alatti katalitikus hidrogénezésével (hidrogénnel reagálva) (1923).

Fokin reakció. Zsírok hidrogénezése (1902):

Friedel-Crafts reakció. Alkilezés vagy acilezés aromás vegyületek alkil- vagy acil-halogenidek (benzolhomológokat nyerve) vízmentes katalizátor (AlCl 3, BF 3, ZnCl 2 és mások) jelenlétében (1877):

Chugaev reakciója (xantogen reakció). Alkoholok alkénekké alakítása az ezekből az alkoholokból nyert xantogén-észterek hőbontásával (1902).

Shukhov recseg. Kőolaj-alapanyag magas hőmérsékletű feldolgozása kisebb molekulatömegű termékek előállítására - kőolaj-szénhidrogének hasítása (1891).

Eltekov uralma (Eltekov átrendeződés). Azok a vegyületek, amelyekben a hidroxilcsoport a szén-szén többszörös kötést képző szénatomon található (enolok), instabilak és a megfelelő karbonilvegyületekké izomerizálódnak - aldehidekké vagy ketonokká (1877):

Jurjev reakciója. Egy heteroatomot tartalmazó 5 tagú heterociklusos vegyületek kölcsönös átalakulásai (1936).

A ruténium alumínium-oxiddal hatékonyabb katalizátorként használható. A folyamatot a következő reakció írja le:

CO 2 + 4H 2 → CH 4 + 2H 2 O + energia∆H = -165,0 kJ/mol (a reakció elindításához bizonyos kezdeti energia/hő szükséges)

Űrállomás életfenntartó

Jelenleg a Nemzetközi Űrállomás fedélzetén lévő oxigéngenerátorok elektrolízis útján vízből állítanak elő oxigént, és a keletkező hidrogént az űrbe dobják. Oxigén belégzése során szén-dioxid képződik, amelyet el kell távolítani a levegőből, majd ártalmatlanítani kell. Ez a megközelítés jelentős mennyiségű víz rendszeres ellátását igényli űrállomás Az ivóvíz, higiénia stb. mellett az oxigén előállításához szükséges. Ilyen jelentős vízkészlet a jövőbeni hosszú távú, Föld körüli pályán túli repülések során elérhetetlenné válik.

A sztöchiometrikus probléma harmadik és talán elegánsabb megoldása az lenne, ha a Sabatier-reakciót és a hidrogén és a szén-dioxid reakcióját egyetlen reaktorban egyesítenék az alábbiak szerint:

3CO 2 + 6H 2 → CH 4 + 2CO + 4H 2 O

Ez a reakció enyhén exoterm, és a víz elektrolízisével 4:1 arányt ér el az oxigén és a metán között, ami nagy mennyiségű oxigénellátást biztosít. A séma szerint, ha csak könnyű hidrogént szállítanak a Földről, és nehéz oxigén és szén keletkezik a helyén, akkor 18:1 tömegnövekedés érhető el. A helyi erőforrások ilyen felhasználása jelentős súly- és költségmegtakarítást eredményezne minden emberes Mars-küldetésnél (vagy talajszállítással járó pilóta nélküli küldetésnél).

Írjon véleményt a "Sabatier reakció" cikkről

A Sabatier-reakciót jellemző részlet

- De ha valamiért kellemetlennek találja, hogy velem beszéljen - mondta az öreg -, akkor ezt mondja, uram. És hirtelen váratlanul elmosolyodott, egy atyai gyengéd mosoly.
– Ó, nem, egyáltalán nem, ellenkezőleg, nagyon örülök, hogy találkoztunk – mondta Pierre, és ismét egy új ismerős kezére pillantva, közelebbről megvizsgálta a gyűrűt. Látta rajta Ádám fejét, a szabadkőművesség jelét.
– Hadd kérdezzem meg – mondta. - Te kőműves vagy?
- Igen, a szabadkőművesek testvéri közösségéhez tartozom mondta az utazó, és egyre mélyebben Pierre szemébe nézett. - És a magam nevében és az ő nevükben nyújtom neked testvéri kezem.
– Attól tartok – mondta Pierre mosolyogva, és tétovázva a szabadkőműves személyisége által belé ébresztett bizalom és a szabadkőművesek hiedelmeit gúnyoló szokás között –, attól tartok, hogy nagyon messze vagyok attól, hogy megértsem, hogyan hogy ezt kimondjam, attól tartok, hogy az én gondolkodásmódom az univerzum mindenéről annyira ellentétes a tiéddel, hogy nem értjük egymást.
„Ismerem a gondolkodásmódját” – mondta a szabadkőműves –, és az a gondolkodásmód, amelyről beszél, és amely a szellemi munkája termékének tűnik, a legtöbb ember gondolkodásmódja, ez a monoton gyümölcse. büszkeség, lustaság és tudatlanság. Bocsásson meg, uram, ha nem ismerném, nem beszélnék veled. A gondolkodásmódod szomorú tévedés.
– Ahogy azt is feltételezhetem, hogy tévedsz – mondta Pierre halványan mosolyogva.
„Soha nem merem kijelenteni, hogy tudom az igazat” – mondta a szabadkőműves, és egyre jobban megdöbbentette Pierre-t bizonyosságával és határozott beszédével. - Senki sem érheti el egyedül az igazságot; csak kőről kőre, nemzedékek millióinak részvételével, Ádám elődtől napjainkig, épül az a templom, amely méltó lakhelye legyen a Nagy Istennek – mondta a szabadkőműves, és lehunyta szemét.
„Meg kell mondanom, nem hiszek, nem… hiszek Istenben” – mondta Pierre sajnálkozva és igyekezettel, és úgy érezte, el kell mondania a teljes igazságot.
A szabadkőműves óvatosan Pierre-re nézett, és elmosolyodott, ahogy egy gazdag ember, aki milliókat tart a kezében, mosolyogna egy szegényre, aki azt mondaná neki, hogy neki, a szegény embernek, nincs öt rubelje, ami boldoggá tehetné.
– Igen, nem ismered Őt, uram – mondta a szabadkőműves. „Nem ismerheted Őt. Nem ismered Őt, ezért vagy boldogtalan.
– Igen, igen, boldogtalan vagyok – erősítette meg Pierre; - de mit csináljak?
„Nem ismered Őt, uram, és ezért vagy nagyon boldogtalan. Nem ismered Őt, de Ő itt van, bennem van. Ő benne van a szavaimban, benned van, és még azokban az istenkáromló beszédekben is, amiket most mondtál! - mondta szigorú, remegő hangon a szabadkőműves.
Megállt, és felsóhajtott, látszólag próbálta megnyugtatni magát.
- Ha nem lenne ott - mondta csendesen -, nem beszélnénk Róla, uram. Mi, kiről beszéltünk? kit tagadtál meg? – mondta hirtelen lelkes komolysággal és tekintéllyel a hangjában. - Ki találta ki, ha nem létezik? Miért merült fel benned az a feltételezés, hogy létezik egy ilyen érthetetlen lény? Miért feltételezted te és az egész világ egy ilyen felfoghatatlan lény létezését, egy mindenható, örök és minden tulajdonságában végtelen lény létezését?… – Elhallgatott, és sokáig elhallgatott.
Pierre nem tudta és nem is akarta megtörni ezt a csendet.
„Létezik, de nehéz megérteni – szólalt meg ismét a szabadkőműves, és nem Pierre arcába nézett, hanem maga elé, régi kezével, amely a belső izgalomtól nem tudott nyugodt maradni, válogatva a lapok között. a könyvből. „Ha olyan személyről lenne szó, akinek a létezésében kételkednél, elhoznám ezt az embert, kézen fognám és megmutatnám. De hogyan mutathatnám meg én, jelentéktelen halandó minden teljhatalmát, az örökkévalóságot, minden jóságát annak, aki vak, vagy annak, aki behunyja a szemét, hogy ne lásson, ne értse Őt, és ne lásson? és nem érteni minden utálatosságát és romlottságát? Szünetet tartott. - Ki vagy te? Amit te? Azt álmodod magadról, hogy bölcs ember vagy, mert ki tudnád mondani ezeket az istenkáromló szavakat – mondta komor és megvető mosollyal –, és ostobább és őrültebb vagy, mint egy kisgyerek, aki egy művészien készített darabokkal játszik. nézni, merné ezt mondani , mert nem érti ezeknek az óráknak a célját, nem hisz a mesterben, aki elkészítette őket. Nehéz Őt megismerni... Évszázadok óta dolgozunk ezért a tudásért, Ádám elődtől napjainkig, és végtelenül messze vagyunk a célunk elérésétől; de abban, hogy félreértjük Őt, csak a gyengeségünket és az Ő nagyságát látjuk... - Pierre süllyedő szívvel, csillogó szemekkel nézett a szabadkőműves arcába, hallgatta, nem szakította félbe, nem kérdezett rá, de teljes szívéből elhitte, amit ez az idegen mondott neki. Hitt-e azokban az ésszerű érvekben, amelyek a szabadkőműves beszédében voltak, vagy hitt-e, ahogy a gyerekek hiszik, abban az intonációban, meggyőződésben és szívélyességben, ami a szabadkőműves beszédében volt, a hang remegésében, ami néha szinte – szakította félbe a szabadkőműves, vagy ezek a ragyogó, szenilis szemek, akik megöregedtek ugyanabban a meggyőződésben, vagy azon a higgadtságon, szilárdságon és a céltudatosságon, amely a szabadkőműves egész lényéből sugárzott, és amely a szabadkőműves lényéhez képest különösen erősen hatott rá. mulasztás és kilátástalanság; - de teljes szívéből hinni akart, hitt, és átélte a megnyugvás, a megújulás és az életbe való visszatérés örömteli érzését.
„Nem az elme fogja fel, hanem az élet” – mondta a szabadkőműves.
– Nem értem – mondta Pierre, és ijedten érezte, hogy kétség támadt magában. Félt beszélgetőpartnere érvei homályosságától, gyengeségétől, félt, hogy nem hisz neki. – Nem értem – mondta –, hogy az emberi elme hogyan nem képes felfogni azt a tudást, amelyről beszél.