Marsdagi ulkan muzli ko'lda va Maskning rejasi

Marsni mustamlaka qilish rejasi har doim suvga nisbatan oson kirishni nazarda tutgan. Katta ko'l topildi (14300 kub kilometr muz) - rasmdagi xarita - Rejaga juda mos keladi.

Maskning rejasini eslang - men so'zma-so'z iqtibos keltiraman, keyin esa Ilonning boshqa nutqlaridan tarjima, sharhlar va tafsilotlarni keltiraman.

1. Dragon skautlik missiyalarini yuboring, avvaliga biz krater qo'shmasdan qanday qo'nishni bilishimizga ishonch hosil qilish va keyin buni aniqlash uchun. eng zo'r CH4/O2 Sabatier reaktsiyasi uchun suv olish usuli.
2. Heart of Gold kosmik kemasi faqat propellant zavodini qurish uchun jihozlar bilan Marsga uchadi.
3. Boshlang'ich bazani qurish va yoqilg'i zavodini tugatish uchun asbob-uskunalar bilan birinchi ekipaj missiyasi.
4. Shahar o'z-o'zidan o'sib chiqmaguncha, har 26 oyda bo'ladigan har bir Yer-Mars orbital uchrashuvi bilan parvozlar sonini ikki baravar oshirishga harakat qiling.

Uning matni kursiv, sharhlarim to'g'ridan-to'g'ri.

1. Ajdahoni tergovga yuboring. Birinchidan, boshqa krater qo'shmasdan, kemani qanday qo'ndirishni bilamiz va keyin topamiz Eng yaxshi yo'l CH4/O2 Sabatier reaktsiyasi uchun suv ishlab chiqarish.

Krater qo'shmang
Elon hazil qiladi, krater qo'shish qo'nishni buzish demakdir. Uning chiqishi Exo Mars missiyasi sayyora yuzasiga chiroyli krater qo'shgandan so'ng sodir bo'ldi. Ajdaho - Qizil Ajdaho missiyasi, u 2018 yilda boshlanishi kerak. Bu kosmodrom va suzuvchi platformaga qo'nishga o'xshash dvigatellarda vertikal qo'nishni mashq qilish va namoyish qilishni anglatadi "Albatta, men sizni hali ham yaxshi ko'raman".

Missiya qizil ajdaho
Ajdaho qidiruv va qazib olish uchun robotlar bilan yuklanadi. Aftidan, SpaceX robotlarni boshqa tashkilotlarga buyurtma qiladi. Ammo bu qaror hali e'lon qilinmagan. Maskning o'zining robot kompaniyasi ham bor, u allaqachon kamida milliard dollar sarmoya kiritgan.

Suv va Sabatier reaktsiyasi
Ikkita kimyoviy reaktsiya va shunga mos ravishda ikkita o'rnatish kimyoviy reaksiyalar mustamlakachilikning dastlabki bosqichida asosiylari bo'ladi: a. Suv elektroliz reaktsiyasi, b. Sabatier reaktsiyasi
A. 2H2O \u003d 2H2 + O2 - Ushbu reaktsiyada suvning parchalanishi kislorod va vodorod hosil qiladi.
b. CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O + energiya - Mars atmosferasidagi karbonat angidrid bilan reaksiyaga kirishib, vodorod metan va suv hosil qiladi. Sabatier reaktsiyasi ishlatilishi mumkin bo'lgan energiyaning chiqishi bilan davom etadi.
Metan va kislorod - ITS seriyali kemalar uchun yoqilg'i va oksidlovchi (sayyoralararo Transport kemalari), ulardan birinchisi "Oltin yurak" ramziy nomini oladi.

Qizig'i shundaki, Sabatier reaktsiya qurilmasi allaqachon qurilgan va Mars atmosferasiga mos keladigan CO2 kontsentratsiyasida sinovdan o'tgan. Ammo u rivojlanadi va yaxshilanadi.

2. "Oltin yuragi" faqat yoqilg'i ishlab chiqaradigan zavod qurish uchun zarur bo'lgan uskunalar bilan Marsga uchadi.

Oltin yurak uchuvchisiz uchadi va Mars yuzasiga 100 tonnagacha jihoz va materiallarni tashlaydi. Asosan, bu sanoat miqyosida suv qazib olish va ushbu 2 reaktsiyani ishlab chiqarish uchun zarur bo'lgan asbob-uskunalar bo'ladi: suvning elektrolizi va Sabatier. Ko'rinib turibdiki, energiya manbalari ushbu uskunaga kiritilgan.

3. Birinchi boshqariladigan missiyaning vazifasi ibtidoiy bazani qurish va yoqilg'i ishlab chiqarish zavodini tugatishdir.

Birinchi boshqariladigan missiya 12 kishidan iborat bo'ladi. Elon "ibtidoiy baza" nimadan iborat bo'lishi kerakligi haqida ko'plab aniq g'oyalarga ega - uning nomi Mars Base Alpha - lekin hozir barcha tafsilotlarni muhokama qilish vaqti emas. NASA tomonidan allaqachon topilgan tabiiy tunnellar va g'orlardan faol foydalanish va boshqa yer osti inshootlarini qurish kutilmoqda. Sirtda shishadan yasalgan va uglerod tolasi bilan mustahkamlangan shaffof chodirlar taxmin qilinadi.

Shubhasiz, asosiy ish korxonalarni tashkil etishni yakunlash bo'ladi, ular uchun uskunalar "Oltin yurak" tomonidan etkazib beriladi: suv ishlab chiqarish, energiya, elektroliz reaktsiyasi, Sabatier reaktsiyasi.

4. Shundan so'ng, shahar mustaqil ravishda o'sishni boshlamaguncha, har 26 oyda sodir bo'ladigan Yer va Marsga har bir yaqinlashganda yuborilgan kemalar sonini ikki baravar oshirish vazifasi qo'yiladi.

Fikr bildiradigan hech narsa yo'q. Yuzlab hal qilinmagan muammolar. Garchi faqat ikkitasi qiyin bo'lsa-da: Marsning tabiiy biosferasi bilan o'zaro ta'sir qilish qoidalari (u ehtimol mavjud va ehtimol juda nozik) va chaqaloqlar odatda Yerning tortishish kuchining 1/3 qismida tug'iladimi va tug'iladimi.

Muzli ko'l Marsning qulay mintaqasida, o'rta kengliklarda joylashgan bo'lib, qo'nish uchun mos bo'lgan juda tekis joylar mavjud. Qalinligi bir metrdan o'n metrgacha bo'lgan muzni qoplaydigan tuproq qatlami. Muz ham qisman qum bilan aralashadi, lekin muzning tozaligi 50-85% oralig'ida. Muzli ko'lning chuqurligi 100 dan 200 metrgacha.

Suv zaxirasini Amerikaning Buyuk ko'llaridan biri - "Yuqori" bilan solishtirish mumkin.

Avtonom tipdagi bosimli kabinada uzoq parvozlar (bir necha oylar) davomida, kislorod ishlab chiqarish uchun insonning metabolik mahsulotlaridan foydalangan holda salondagi gaz muhitini qayta tiklashning fizik-kimyoviy usuli foydali ko'rinadi. Bir kishi tomonidan kuniga chiqariladigan karbonat angidrid va suv bug'lari taxminan 2,8 kg kislorodni o'z ichiga oladi, bu bir kishi tomonidan kunlik kislorod iste'mol qilish tezligidan sezilarli darajada oshadi. Shunday qilib, inson hayotiy faoliyati mahsulotlaridan 02 ni olishning fundamental imkoniyati mavjud. Kimdan karbonat angidrid kuniga bir kishi (~ 0,9 kg) chiqaradigan bo'lsa, siz 0,65 kg kislorod olishingiz mumkin va etishmayotgan 0,15-0,25 kg kislorodni olish uchun "ortiqcha" foydalanishingiz mumkin bo'lgan atigi 0,17-0,28 kg suv kerak bo'ladi. metabolik suv "metabolizm jarayonida organizm tomonidan chiqariladi.

Fizik-kimyoviy regeneratsiya tizimi foydalanishga asoslangan bo'lishi mumkin Sabatier reaktsiyalari. Shunday qilib, kislorod olish uchun yakuniy mahsulot idishdagi gaz muhitini fizik-kimyoviy qayta tiklash tizimining asosiy tarkibiy qismlaridan biri bo'lgan elektrolizatorga kiradigan suvdir. Bunday regeneratsiya tizimida CO2 sorbsiyasi uchun zeolitlar, suv bug'ining kondensatsiyasini ta'minlovchi kabinadagi ortiqcha namlikni olib tashlash uchun sovutgichli quritish moslamalari (XSA) (4.2) ishlatilishi mumkin.

Agar kislorodni kamaytirishning barcha bosqichlari amalga oshirilsa, Sabatier reaktsiyasi uchun zarur bo'lgan vodorod miqdori suvning elektrolizi va metanning pirolizlanishi bilan ta'minlanadi, bu esa katta energiya sarfini talab qiladi.

Fizik-kimyoviy regeneratsiya tizimining struktura diagrammasi. Tizim quyidagicha ishlaydi. Idishdagi havo ventilyatorlar yordamida B orqali ikkita kontur bo'ylab aylanadi: zeolit ​​C va XSA orqali, ularda CO2 so'riladi va namlik kondensatsiyalanadi. Zeolit ​​absorberlari ikkita parallel blokda ulanadi va navbat bilan ishlaydi - biri sorbsiya rejimida, ikkinchisi desorbsiya rejimida. Zeolitlar tomonidan so'rilgan karbonat angidrid CO2 kondensatori orqali metan reaktoriga beriladi, bu erda vodorod ham elektrolizatorning katod bo'shlig'idan kontsentrator orqali oziqlanadi. Metan reaktorida tegishli sharoitlarda CO2 suv va metanga Sabatier reaktsiyasi orqali parchalanadi. Reaktordan suv elektrolizatorga yuboriladi va metan zanjirdan chiqariladi. Suvning bir qismi zeolit ​​patronlari oldida joylashgan H20 absorberlaridan elektrolizatorga ham kiradi.

Shuning uchun eng kichik p0 qiymatiga ega elektrolit tanlanadi. Bunga elektrolitni va uning "ma'lum bir konsentratsiyaga to'la" ni tanlash orqali erishiladi (KOH uchun - 30-33 ° / o). Haddan tashqari kuchlanishning kattaligi r\ - emf qiymatlarining yig'indisi. .konsentratsiya va kimyoviy qutblanish. (4.8) va (4.9) tenglamalardan ko'rinib turibdiki, elektroliz jarayonida katod fazoda gidroksil ionlarining konsentratsiyasi ortadi, anod fazoda esa kamayadi. Bu emfga qarshi qaratilgan konsentratsiyali emf paydo bo'lishiga olib keladi. tashqi oqim manbai. Emf paydo bo'lishi. kimyoviy polarizatsiya, shuningdek, emfga qarshi qaratilgan. tashqi oqim manbai elektrodlardagi ionlarning sekin tushishi va atomdan molekulyar O2 va H2 hosil bo'lish bosqichining mavjudligi bilan bog'liq. Amalda, qiymat quyidagi omillarga bog'liq: elektrod materiali, harorat, oqim zichligi, elektrolitning tabiati va kontsentratsiyasi. Tajriba shuni ko'rsatadiki, ishqorlarda barqaror bo'lgan metallar orasida temir guruhidagi metallar amalda qo'llaniladigan eng past qiymat bilan tavsiflanadi. Elektrolitlar haroratining oshishi ortiqcha kuchlanishning pasayishiga olib keladi. Biroq, bu elektrolitlar bug'larining ajralib chiqadigan gazlar tomonidan kirib borishini sezilarli darajada oshiradi. Amalda, elektroliz odatda 80 ° C dan yuqori bo'lmagan haroratda amalga oshiriladi. m] qiymatiga sezilarli ta'sir oqim zichligi tomonidan amalga oshiriladi. Haddan tashqari kuchlanish oqim zichligining pasayishi bilan kamayadi. Shuning uchun imkon qadar katta sirtga ega elektrodlar bilan ishlash foydalidir.

Ko'rsatilgan kislorod miqdori odamning o'rtacha kunlik iste'moliga yaqin. Bundan kelib chiqadiki, bir kishini kislorod bilan ta'minlash uchun 120 A tartibli elektroliz zavodi orqali oqim o'tkazish kerak. O'rtacha ruxsat etilgan oqim zichligi 0,1-0,15 A / sm2 oralig'ida yotadi. Shuning uchun elektrolizator elektrodlarining umumiy yuzasi 800-1200 sm2 oralig'ida yotadi va katta jismoniy yuk bilan iste'molning 62 oshishini hisobga olgan holda, elektrodlarning umumiy sirtini 2-3 barobar oshirish kerak.

Elektrodlarning faol yuzasida bir vaqtning o'zida ajralib chiqadigan vodorod va kislorod molekulalari elektrodlarning katta teshiklari orqali ularning tashqi yuzasiga o'tadi va tegishli gaz kameralariga siqib chiqariladi. Elektrodlarda harakatlanuvchi gaz-elektrolit interfeysi hosil bo'ladi, uning holati hujayra elementlaridagi g'ovak diametrlarining nisbati va gaz kameralarida qarshi bosim mavjudligi bilan belgilanadi. Ikkinchisida bosimning oshishi bilan bu chegara ichkariga siljiydi, chunki elektrolitlar elektrodlarning katta teshiklaridan siqib chiqariladi, faqat kichiklarida qoladi. Shu bilan birga, gazlar tomonidan so'rilgan elektrolitlar bug'lari bo'shatilgan katta teshiklarning devorlariga joylashadi va uning so'rilishi tufayli diafragmaga qaytadi.

Elektroliz zavodining mumkin bo'lgan sxemasi 4.5 da ko'rsatilgan. El elektrolizatorida olingan kislorod va vodorod bosim ekvalayzeriga UD kiradi. Chiziqlardan birida bosimning oshishi bilan elastik membrana cho'kadi, boshqa gazni olib tashlashni kamaytiradi va shu bilan gaz kameralaridagi bosimni tenglashtiradi. Elektrolitlar bug'lari XP sovutgich-separatorida ajratiladi, issiqlik almashtirgich devorlarida kondensatsiyalanadi, sovutgichga botiriladi. "F filtri va yonishdan keyingi KD (isitish katalizatorlari) nihoyat kislorodni tozalaydi, u TO issiqlik almashtirgichida kerakli haroratni oladi. Keyin kislorod ekipajning kislorod bilan ta'minlash tizimiga kiradi.

Elektrolizatordan vodorod metan reaktoriga kiradi. Istiqbolli fizik-kimyoviy tizim tuzlarning (masalan, kaliy karbonatlarining) elektroliziga asoslangan tizimdir. Bu erda elektroliz xujayrasining o'zida CO2 kabina havosidan so'riladi va oraliq reaktsiyalar natijasida undan gazsimon kislorod chiqariladi.

Umuman olganda, rostini aytsam, ikkita Nobel mukofoti sovrindori Pol Sabatier bo'lishi mumkin (ajoyib holat) va ular qarindosh emas. Tarixchi Pol Sabatier Sankt-Peterburg tarjimai holi uchun besh marta Adabiyot mukofotiga nomzod bo'lgan. Frensis Assizi, lekin afsuski ... Va kimyogar Nobelning irodasiga to'liq mos ravishda mukofotni jamiyatga maksimal foyda keltirgan deb oldi. Lekin birinchi narsa.

Pol Sabatier

1912 yil kimyo bo'yicha Nobel mukofoti (Viktor Grignard bilan birgalikda). Nobel qo'mitasining matni: "U tomonidan taklif qilingan gidrogenlash usuli uchun organik birikmalar nozik dispers metallar mavjudligida, bu organik kimyoning rivojlanishini keskin rag'batlantirdi.

Bo'lajak kimyogar va Nobel mukofoti sovrindori Pol Sabatier Frantsiyaning kichik Karkason shahrida tug'ilgan. Uning otasi kichik yer egasi edi, lekin soliq to'lamagani uchun mol-mulkini yo'qotdi va shlyapa do'koni ochdi. Pol yetti farzandning eng kichigi edi va har doim tirishqoqlik va maktabda yaxshi muvaffaqiyat bilan ajralib turardi. Bola Tuluzadagi litseyga kirishga tayyorgarlik ko'rayotganda, u birinchi navbatda fizika va kimyo bo'yicha ommaviy ma'ruzalarga bordi (ha, o'sha paytda mahalliy o'qituvchilar bor edi). Bu ma’ruzalar uni katta ilm bilan shug‘ullanishga undadi. Va buning uchun, Sabatier ishondi, siz eng yaxshi bo'lishingiz kerak.

Ketish vaqti kelganda o'rta maktab, Pol bir vaqtning o'zida mashhur Ecole Polytechnic va Ecole Normalga kirdi. Men tanlashga majbur bo'ldim va natijada yigit 1877 yilda Frantsiyaning eng nufuzli universitetlaridan biri bo'lgan Parijdagi Oliy Oddiy maktabni guruhning eng yaxshisi sifatida tugatdi.

Keyin Pol Nitssada yana bir yil fizikani o'rgandi, so'ngra XVI asrning birinchi yarmida tashkil etilgan ta'lim va ilmiy muassasa bo'lgan mashhur College de Franceda buyuk Marselin Bertelot bilan kimyoni o'rganishni boshladi. Sabatier taniqli kimyogarning yordamchisiga aylandi. Aytgancha, hozir Parijdagi ushbu muassasa joylashgan maydon Berthelot nomi bilan atalganligi qiziq.

Frantsiya kolleji

Wikimedia Commons

O'qituvchi Sabatier zamonaviy organik sintezning (va bu yo'lda biokimyoning) kelib chiqishida turdi, ularning aksariyati hali ham ma'lum. maktab kursi Aynan u moddalarni sintez qilgan: benzol, etilen, etil spirti. Aynan Berthelot tabiiy yog'larning analoglarini sintez qilgan va ular glitserin esterlari ekanligini ko'rsatdi (va ikkinchisi Berthelot ham ko'rsatgan uch atomli spirt). Va nihoyat, u yog 'kislotalarining analoglarini ham sintez qildi.

Marselin Berthelot

Wikimedia Commons

To'g'ri, Sabatier birinchi navbatda noorganik moddalar bilan shug'ullanishi kerak edi. Keyinchalik u tabassum bilan eslaganidek, "Men o'zimga eng kam yoqadigan mavzuni ko'proq qilaman". Birinchidan tadqiqot ishi kelajakdagi Nobel mukofoti sovrindori oltingugurt va metall sulfidlarining termokimyosi edi. 26 yoshida bu ishi bilan u kimyo fanlari doktori bo'ldi. Sabatier darhol juda hurmatli kimyogarga aylandi. 1884 yilda, u 30 yoshga to'lishi bilanoq, professorlik uchun eng kam yosh, bizning qahramonimiz kafedra oldi. umumiy kimyo Tuluza universitetida. Ushbu universitetda u 45 yildan keyin nafaqaga chiqqunga qadar professor bo'lib qoldi.

Ajoyib fakt: tayinlanganidan 23 yil o'tgach, Sabatier darhol frantsuz va jahon kimyosi tomonidan ko'rilgan ikkita og'ir yo'qotish bilan bog'liq ikkita xushomadgo'y taklifni oldi: atigi bir oylik tanaffus bilan, 1907 yil 20 fevral va 18 martda, hali nisbatan yosh Anri. Moissan va hurmatli Sabatierning o'qituvchisi Marselin Berthelot. Tuluza professoriga Sorbonnadagi Moissan kafedrasi va College de Francedagi Berthelot kafedrasi taklif qilindi. Viloyatda qoldi.

Tuluzada Sabatier organik ish bilan shug'ullandi. Aynan Moissanning tajribalari bilan kimyogarning asosiy muvaffaqiyati bog'liq bo'ldi.

Anri Moissan

Wikimedia Commons

Hammasi noorganik bilan boshlandi. Lyudvig Mond va hammualliflar CO guruhi - "karbonil metallar" bilan metall komplekslarni olishdi. Sabatier xuddi shunday qabul qildi, ammo NO molekulalari bilan "nitrozo-metallar" ni oldi va talaba (va ruhoniy) Jan-Batist Senderanni yordamchi sifatida olib, to'yinmagan uglevodorodlar: etilen va asetilen bilan metall komplekslarini olishga harakat qila boshladi. Yuqorida aytib o'tilgan Moissan o'zining hamkasbi Charlz Moro bilan birgalikda oksidlardan yangi olingan metallarga atsetilenni qo'shishga harakat qildi: nikel, kobalt va temir. Ammo hech narsa ish bermadi, lekin vodorod va suyuqlik ajralib chiqqanga o'xshardi, bu mualliflarga aromatik uglevodorodlar aralashmasi bo'lib tuyuldi. Ammo reaktsiya injiq edi va Moissan urinishlaridan voz kechdi.

1897 yilda Sabatier Moissandan tajribalarini takrorlash uchun ruxsat so'radi, lekin asetilen o'rniga u kamroq faol etilen oldi. Nikel bilan va 300 daraja haroratda reaksiya boshlandi, lekin Moissan taklif qilganidek, vodorod emas, etan olindi. Shunday qilib, birinchi navbatda, 300 darajada, etilen vodorodning ajralib chiqishi bilan qisman parchalanadi, so'ngra nikel ishtirokida vodorod etilenga qo'shilib, etan hosil qiladi! Keyin Sabatier va Sanderan etilen va vodorod aralashmasini olishdi va bunday reaktsiya allaqachon 30-35 darajadan boshlandi!

Sabatier-Sanderand reaktsiyasi

Wikimedia Commons

Shunday qilib, kimyogarlar qo'sh va uch aloqalarni gidrogenlashning oddiy va arzon usulini qo'lga kiritdilar, bu endi Sabatier-Sanderan reaktsiyasi deb nomlanadi. Va eng muhimi, bu usul sanoatni oldi. Nima uchun gidrogenatsiya reaktsiyasi sanoat uchun, ayniqsa oziq-ovqat uchun juda muhim?

Mana bir misol: neft. Oddiy sariyog '. Mazali va yaxshi, lekin ba'zan pishirish va qandolat sanoati uchun juda qimmat. O'simlik moylaridan o'rinbosar olish yaxshi bo'lardi. Ammo ular suyuq, shu jumladan o'simlik yog'larida to'yinmagan kislotalarning qoldiqlari mavjud. Ya'ni, qo'sh bog'lanish mavjud. Shunday qilib, siz vodorodni unga biriktirishga, uni gidrogenlashga harakat qilishingiz mumkin. Haqiqatan ham, agar siz o'simlik moyini gidrogenlashtirsangiz, barchamizga tanish bo'lgan margarinni olasiz. Ammo keyinchalik katalizator sifatida ishlatilgan platina va palladiy bunday ishlab chiqarishni mutlaqo ahamiyatsiz qildi.

Sabatier haqiqatan ham pul va shon-shuhratga intilmaganiga qaramay (u katalizda ko'plab kashfiyotlar qildi, lekin ilm-fan va o'qitish bilan shug'ullanishni afzal ko'rgan bir nechta patentlarni oldi), tan olinish juda tez sodir bo'ldi: 1912 yilda Sabatier Kimyo bo'yicha Nobel mukofoti sovrindori, u mukofotni metallorganik kimyo davrini ochgan va kimyogarlarga yangi birikmalar sintezining ajoyib usulini bergan Viktor Grignard bilan bo'lishdi.

Keyin yana deyarli 30 yil hayot bo'ladi. Sabatier o'z nomini olgan jarayonni ochadi, metan olish reaktsiyasi (CO 2 + 4H 2 → CH 4 + 2H 2 O), kataliz nazariyasini yaratadi, unda u Svante Arrhenius bilan bahslashib, reaktsiya ekanligini isbotlaydi. katalizator yuzasida sodir bo'ladi ...

Va Nobel ma'ruzasida u shunday deydi: "O'tgan 15 yil ichida kataliz mexanizmi haqidagi fikr meni hech qachon tark etmadi. Mening barcha muvaffaqiyatlarim uning xulosalari natijasidir. Nazariyalar boqiylikni da'vo qila olmaydi. Bu shunchaki shudgorchi jo'yak qilish uchun foydalanadigan va o'rim-yig'imdan keyin uni boshqa, mukammalroq bilan almashtirishga to'liq huquqi bor.

VA Kvitansiya
1. Reaksiyawurtz : metall natriyning ta'siri uglevodorodlarning monogalogen hosilalari. Uglerod skeleti ikki baravar ko'paymoqda. Reaksiya simmetrik alkanlarni olish uchun javob beradi.
2CH 3 -CH 2 Br + 2Na \u003d CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 + 2NaBr

2. Reaksiya Dumas: karboksilik kislotalar tuzlarining dekarboksillanishi - ishqorlar bilan sintezi.
CH 3 COONa (qattiq) + NaOH (qattiq) \u003d CH 4 + Na 2 CO 3

3. Reaksiya Kolbe: karboksilik kislotalar tuzlari eritmalarini elektroliz qilish:
CH 3 COONa + 2H 2 O \u003d [el. joriy] \u003d 2CO 2 + H 2 + C 2 H 6 + 2NaOH

4. Sintez Gustavson: dihaloalkanlardan ikkita halogen atomini yo'q qilish:
SlCH2-CH2-CH2-CH2Cl + Zn \u003d C 4 H 8 (siklobutan) + ZnCl 2
Magniy o'rniga sink ishlatilishi mumkin.

5. Sintez Lebedev: etanoldan butadien olish.
2C2H5OH \u003d H 2 + 2H 2 O + CH2 \u003d CH-CH \u003d CH2

Kimyoviy xossalari
1. Reaksiya Konovalova- alkanlarni suyultirilgan (10%) nitrat kislota bilan nitrlash:
C 2 H 6 + HNO 3 \u003d C 2 H 5 NO 2 + H 2 O
Nitratsiyaning selektivligi:
uchinchi darajali atom ikkilamchi atom birlamchi uglerod atomi.

2. Effekt Xarash: peroksid ishtirokida vodorod bromid qo'shilishi. Reaksiya Markovnikov qoidasiga zid keladi:
CH 3 -CH \u003d CH 2 + HBr \u003d [H 2 O 2] \u003d CH 3 -CH 2 -CH 2 Br

3. Reaksiya Vagner: kaliy permanganatning sovuq suvli eritmasi bilan reaksiya - alkenlarning engil oksidlanishi (diol hosil bo'ladi)
3CH 3 -CH \u003d CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O \u003d 2MnO 2 + 2KOH + 3CH 3 -CH (OH) -CH 2 (OH)

4. Reaksiya Kucherova: alkinlarning hidratsiyasi. Suv qo'shilishi simob (II) tuzlari ishtirokida sodir bo'ladi va aldegid yoki ketonga izomerizatsiyalanadigan beqaror enol hosil bo'lishi orqali boradi. Asetilenning hidratsiyasi aldegid, boshqa alkinlar - keton beradi.
C 2 H 2 + H 2 O \u003d CH 3 CHO

5. Reaksiya Zelinskiy: faollashtirilgan uglerod ustida asetilenning trimerizatsiyasi. Benzol hosil bo'ladi.
3C2H2=C6H6

6. Reaksiya Zinina: ishqoriy va neytral muhitda eritmadagi nitro birikmalarining qaytarilishi:
R-NO 2 + 3 (NH 4) 2 S \u003d R-NH 2 + 3S + 6NH 3 + 2H 2 O

Bizni nima birlashtirmoqda...

Arbuzov reaktsiyasi (Arbuzovning qayta tuzilishi, Arbuzov izomerlanishi) Fosfor kislotasi efirlarining alkilfosfin kislotalarning efirlariga katalitik izomerlanishi (1904).

Beylshteyn qoidasi Agar aromatik halqadagi ikkala o'rinbosar bir xil turdagi bo'lsa, u holda almashtirishning ustun yo'nalishi ta'siri kuchliroq bo'lganiga qarab belgilanadi (1866).

Beylshteyn testi Oksidlangan mis simda kalsinlash orqali organik birikmalardagi galogenlarni topish ( 1872 ). CuO bilan aralashtirilgan modda mis (yoki platina) simga qo'llaniladi va olovga keltiriladi; hosil bo'lgan uchuvchi mis galogenidlari olovni yashil yoki mavimsi-yashil rangga bo'yaydi.

ReaktivBenedikt (harakat qilib ko'ringBenedikt) . Alifatik aldegidlarni ularga ta'sir qilish orqali aniqlash suvli eritma tarkibida mis (II) sulfat CuSO 4, natriy karbonat Na 2 CO 3 va natriy sitrat mavjud. Qizdirilganda qizil, sariq, yashil cho'kma hosil bo'ladi.

Borodinning reaktsiyasi Karbamidning parchalanishi:

Butlerov-Lermontova-Eltekov reaktsiyasi Pastki olefinlarni alkilgalogenidlar bilan katalitik alkillash orqali izostrukturali uglevodorodlarni olish (1878).

Vagner reaktsiyasi (Vagner oksidlanishi, permanganat testi). 1-3% kaliy permanganat eritmasi ta'sirida qo'sh bog'langan organik birikmalarning oksidlanishi ( 1887 ) V cis-a-glikollar ishqoriy muhit(permanganat eritmasi kislotali muhitda tez rangsizlansa yoki ishqoriy va neytral muhitda jigarrang rangga aylansa, ijobiy hisoblanadi):

Wöhler reaktsiyasi Kalsiy karbidining suv bilan oʻzaro taʼsiri (1862). A. Moissan va T. Uilsonlar koks va ohakni eritish orqali elektr pechida kaltsiy karbidini arzon olish usulini yaratganlaridan so'ng reaksiya amaliy ahamiyatga ega bo'ldi (1892).

Uilyamson reaktsiyasi (Uilyamson usuli). Alkilgalogenid va natriy (yoki kaliy) spirtidan efirlarni tayyorlash:

Wurtz reaktsiyasi. . Metall natriyning alkilgalogenidlar ustida inert erituvchida ta'sirida alkanlarning sintezi (1855):
V umumiy ko'rinish:

Vurts-Fittig reaktsiyasi. . Inert erituvchida metall natriy ta'sirida alifatik va aromatik galogenidlar aralashmasidan alkilbenzollarni olish (1864):

Garrining reaktsiyasi.(1866-1923), professor (Germaniya). Asosiy tadqiqot kauchuk kimyosiga bag'ishlangan. Germaniya kimyo jamiyati prezidenti (1920-1922). Ozonidlarning hosil bo'lishi.

Gattermanning reaktsiyasi. Fenolni vodorod xlorid va vodorod siyanidi bilan katalizatorlar (Lyuis kislotalari) ishtirokida reaksiyaga solib, keyinchalik mahsulotni gidrolizlash orqali aromatik aldegid olish (1898):

Gollemann orientatsiya qoidalari Birinchi turdagi orientantlar (o‘rnini bosuvchi moddalar) (CH 3, C 2 H 5, galogenlar, aminokislota, gidroksil) aromatik yadroning reaktivligini oshiradi va reaktivlarni orto va para pozitsiyalariga yo‘naltiradi.
2. Ikkinchi turdagi orientantlar (substituentlar) (nitro va sulfoguruhlar, karboksil va karbonil guruhlari) aromatik yadroning reaktivligini pasaytiradi va reaktivlarni meta holatiga yo'naltiradi (1895). (Endi bu effektlar elektron tushunchalar asosida tushuntiriladi: mezomer va induktiv effektlar, 1920).

Xoffman reaktsiyasi. Alkilgalogenidlardan alifatik aminlarni olish:
va boshqalar uchinchi darajali amin (CH 3) 3 N hosil bo'lguncha davom etadi.

Grignard reaktivi. Sintez organik moddalar alkilgalogenidlardan va efirdagi magniydan. Reaksiyani 1899 yilda P. Barbier kashf etgan va 1900 yilda V. Grignard tomonidan batafsil o‘rganilgan:
Grignard reaktivi RMgX bir nechta bog'lanishlarda qo'shilish uchun ishlatiladi

Gustavsonning reaktsiyasi. Digalogen hosilalaridan sikloalkanlar olish ( 1887 ).

Diels-Alder reaktsiyasi (dien sintezi ) Ko'p bog'lanish qo'shni guruh tomonidan faollashtirilgan to'yinmagan birikmaning biriktirilishi (bunday birikma "deb ataladi"). dienofil": akrolein, malonik angidrid, krotonaldegid), to'yinmagan uglevodorodga ( Dien) konjugatsiyalangan qoʻsh bogʻlarga ega (butadien, siklogeksadien, antrasen, furan) (1928).

Zaitsev hukmronligi. Alkilgalogenidlardan gidrogal kislotalarni yoki spirtlardan suvni yo'q qilish, asosan, vodorod eng kam vodorodlangan qo'shni uglerod atomini halogen yoki gidroksil bilan tark etadigan tarzda sodir bo'ladi. 1875 ):

Zelinskiy-Kazanskiy reaktsiyasi (Zelinskiy-Kazanskiy usuli). Asetilenning faollashtirilgan uglerodda isitish orqali trimerizatsiyasi (asetilenning polimerizatsiyasi) (1924) :

Zelinskiy reaktsiyasi (qaytmas kataliz, Zelinskiy katalizi) Siklogeksadien va siklogeksenning katalitik nomutanosibligi (1911):

Zinin reaktsiyasi. Aromatik nitro birikmalarini qayta tiklash ( 1842 ):

Kannizzaro reaktsiyasi. Ishqoriy muhitda ikkita aromatik aldegid molekulasining oksidlanish-qaytarilish nomutanosibligi alkogol va kislota hosil bo'lishiga olib keladi (1853):

Kirchhoff reaktsiyasi. Katalizator - suyultirilgan sulfat kislota bilan qizdirilganda kraxmalni gidrolizlash orqali glyukoza olish ( 1811 ):

Klemmensen reaktsiyasi (Klemmensenning tiklanishi). Aldegidlar va ketonlarning vodorod bilan benzol gomologlariga uni izolyatsiya qilish vaqtida qaytarilishi (karbonil guruhini metilen guruhiga kamaytirish) (1913):

Kolbe-Shmitt reaktsiyasi. Fenolatlarni karboksillash yo'li bilan aromatik gidroksi kislotalarni olish ishqoriy metallar (1860):

Kolbe reaktsiyasi (elektrokimyoviy). Tarmoqsiz uglerod zanjirli gidroksidi metall tuzlari va karboksilik kislotalarning eritmalarini elektroliz qilish orqali juft sonli uglerod atomli alkanlarni olish (1849):

Konovalovning reaktsiyasi. Nitroalkanlarni olish ( 1888 ):

Kucherovning reaktsiyasi (Kucherov bo'yicha hidratsiya). Karbonil o'z ichiga olgan birikmalar hosil bo'lishi bilan atsetilen uglevodorodlarining katalitik hidratsiyasi ( 1881 ):

Lebedev reaktsiyasi. Etanolni piroliz qilish orqali butadien hosil qilish (1926 ):

Lvov-Sheshukov reaktsiyasi. Olefinlarning a-holatdagi qo‘sh bog‘lanishga xlorlanishi, qo‘sh bog‘ning allil siljishi bilan birga (1883):

Markovnikov qoidasi. Nosimmetrik alkenga vodorod o'z ichiga olgan birikmalar (proton kislotalari yoki suv) qo'shilgan taqdirda, vodorod atomi qo'sh bog'da joylashgan eng ko'p vodorodlangan uglerod atomiga yopishadi ( 1869 ):

Nastyukov reaktsiyasi (formalit reaktsiyasi). Konsentrlangan sulfat kislota ishtirokida aromatik uglevodorodlarning formaldegid bilan oʻzaro taʼsiri (aromatik uglevodorodlarni aniqlash) (1904):
Qizil-jigarrang smola hosil bo'lishi benzol va uning gomologlari mavjudligini tasdiqlaydi. Reaksiyaga toʻyinmagan siklik birikmalar borligi toʻsqinlik qiladi.

Nesmeyanov-Borisov hukmronligi. Uglerod-uglerod qo'sh aloqasi bilan bog'langan uglerod atomida elektrofil va radikal almashtirishlar modda molekulasining geometrik konfiguratsiyasini saqlab qolish bilan sodir bo'ladi.

Reymer-Timan reaktsiyasi. Aromatik olish O-gidroksialdegidlar ishqor eritmasida fenolning xloroform bilan o'zaro ta'sirida. Reaktsiya benzol halqasiga aldegid guruhining kiritilishiga olib keladi (almashtirish odatda orto holatida sodir bo'ladi):

Rosenmund reaktsiyasi. Benzol, toluol va boshqa aromatik uglevodorodlar muhitida kislota xloridlaridan aromatik aldegidlarni olish:
Reaksiyani 1872 yilda M.M.Zaytsev ochgan va 1918 yilda K.V.Rozenmund tomonidan batafsil o‘rganilgan.

Sabatier-Sanderand reaktsiyasi. Katalizator sifatida mayda bo'lingan nikel ishtirokida etilenning etanga suyuqlik fazali gidrogenatsiyasi (1899):

Savichning reaktsiyasi. Digalogenlangan alkanlardan alkinlar olish (1861):

Selivanov sinovi. Fruktozaning sifatli kashfiyoti ( 1887 ) (ketozlar rezorsin va xlorid kislota bilan qizdirilganda gilos-qizil rang beradi; bir xil sharoitda aldozlar sekinroq o'zaro ta'sir qiladi va och pushti rang beradi):
(50 ml suvda 0,05 g rezorsinol va bir necha tomchi konsentrlangan eritmadan foydalanishingiz mumkin. xlorid kislotasi zichligi 1,19 g/ml.)

Tishchenkoning munosabati. Aldegidning nomutanosibligi - aldegiddan esterni alyuminiy alkogolati ishtirokida olish (1906):

Tollens testi (kumush oyna reaktsiyasi). Formaldegid bilan o'zaro ta'siri ammiak eritmasi kumush oksidi (Tollens reaktivi):

Ullmanning reaktsiyasi. Kukunli mis ta'sirida arilgalogenidlardan yuqori aromatik gomologlarni olish:

Favorskiyning reaktsiyasi. Karbonil birikmalarining alkinlar bilan kondensatsiyasi atsetilen spirtlarini hosil qiladi:

Fisher-Tropsh sintezi. Bosim ostida uglerod oksidini katalitik gidrogenlash (vodorod bilan reaksiyaga kirishish) orqali alkanlar tayyorlash (1923).

Fokin reaktsiyasi. Yog'larni gidrogenlash (1902):

Fridel-Crafts reaktsiyasi. Alkillanish yoki asillanish aromatik birikmalar mos ravishda, suvsiz katalizator (AlCl 3, BF 3, ZnCl 2 va boshqalar) ishtirokida alkil yoki asil halidlari (benzol gomologlarini olish) (1877):

Chugaev reaktsiyasi (ksantojen reaktsiyasi). Bu spirtlardan olingan ksantojen efirlarning termik parchalanishi natijasida spirtlarning alkenlarga aylanishi (1902).

Shuxovning yorilishi. Past molekulyar og'irlikdagi mahsulotlarni olish uchun neft xom ashyosini yuqori haroratda qayta ishlash - neft uglevodorodlarini parchalash (1891).

Eltekov qoidasi (Eltekovning qayta tuzilishi). Uglerod-uglerodli ko'p bog' (enollar) hosil qiluvchi uglerod atomida gidroksil guruhi joylashgan birikmalar beqaror va tegishli karbonil birikmalari - aldegidlar yoki ketonlarga izomerlanadi (1877):

Yurievning munosabati. Tarkibida bitta geteroatom boʻlgan 5 aʼzoli geterosiklik birikmalarning oʻzaro oʻzgarishlari (1936).

Alyuminiy oksidi bilan ruteniy yanada samarali katalizator sifatida ishlatilishi mumkin. Jarayon quyidagi reaktsiya bilan tavsiflanadi:

CO 2 + 4H 2 → CH 4 + 2H 2 O + energiya∆H = -165,0 kJ/mol (reaksiyani boshlash uchun ma'lum bir boshlang'ich energiya/issiqlik miqdori talab qilinadi)

Kosmik stantsiya hayotini qo'llab-quvvatlash

Hozirgi vaqtda Xalqaro kosmik stantsiyadagi kislorod generatorlari elektroliz orqali suvdan kislorod ishlab chiqaradi va hosil bo'lgan vodorodni koinotga tashlaydi. Kislorod bilan nafas olayotganda, karbonat angidrid hosil bo'ladi, uni havodan olib tashlash va keyinchalik utilizatsiya qilish kerak. Ushbu yondashuv muhim miqdordagi suvni muntazam ravishda etkazib berishni talab qiladi Kosmik stansiya kislorod ishlab chiqarish uchun, ichimlik suvidan tashqari, gigiena va hokazo. Bunday muhim suv zaxirasi kelajakda Yer orbitasidan tashqarida uzoq muddatli parvozlarda mavjud bo'lmaydi.

Stexiometrik muammoning uchinchi va ehtimol yanada oqlangan yechimi Sabatier reaktsiyasini va vodorodning karbonat angidrid bilan reaktsiyasini bitta reaktorda quyidagicha birlashtirish bo'ladi:

3CO 2 + 6H 2 → CH 4 + 2CO + 4H 2 O

Bu reaksiya biroz ekzotermik bo'lib, suvni elektroliz qilish orqali kislorod va metan o'rtasida 4:1 nisbatga erishib, kislorodning katta zahirasini ta'minlaydi. Sxemaga ko'ra, Yerdan faqat engil vodorod etkazib berilganda va og'ir kislorod va uglerod o'z o'rnida ishlab chiqarilganda, massaning 18: 1 ortishi ta'minlanadi. Mahalliy resurslardan bunday foydalanish Marsga boshqariladigan har qanday missiyalarda (yoki tuproq yetkazib berish bilan uchuvchisiz missiyalarda) sezilarli vazn va xarajatlarni tejashga olib keladi.

"Sabatier reaktsiyasi" maqolasiga sharh yozing

Sabatier reaktsiyasini tavsiflovchi parcha

-Agar negadir men bilan gaplashish sizga yoqimsiz bo'lsa, - dedi chol, - shunday deysiz, xo'jayinim. Va u kutilmaganda tabassum qildi, otalik muloyim tabassumi.
"Yo'q, yo'q, aksincha, siz bilan tanishganimdan juda xursandman", dedi Per va yana bir bor yangi tanishining qo'liga qarab, uzukni yaqinroq ko'zdan kechirdi. U Odam Atoning boshini ko'rdi, bu masonlikning belgisidir.
"Men so'rayman", dedi u. - Siz masonmisiz?
- Ha, men erkin masonlar birodarligiga mansubman, - dedi sayohatchi Perning ko'zlariga tobora chuqurroq tikilib. - Va o'z nomimdan va ularning nomidan sizga birodarlik qo'limni cho'zaman.
"Qo'rqaman, - dedi Per jilmayib va ​​masonning shaxsiyatidan ilhomlangan ishonch va masonlarning e'tiqodlarini masxara qilish odati o'rtasida ikkilanib, "Qo'rqamanki, men buni tushunishdan juda uzoqman. Buni aytsam, men koinotdagi hamma narsa haqida fikrlash tarzim siznikiga shunchalik qarama-qarshi bo'lib, biz bir-birimizni tushunmaymiz deb qo'rqaman.
"Men sizning fikrlash tarzingizni bilaman, - dedi Meyson, - va siz aytayotgan fikrlash tarzingiz va sizga aqliy mehnatingizning mahsuli bo'lib tuyulgan fikrlash tarzingiz ko'pchilikning fikrlash tarzidir, bu monoton mevadir. mag'rurlik, dangasalik va johillik. Kechirasiz, hazratim, agar uni tanimaganimda, siz bilan gaplashmasdim. Sizning fikrlash tarzingiz qayg'uli aldanishdir.
"Siz xato qilyapsiz deb taxmin qilishim mumkin", dedi Per zaif jilmayib.
"Men haqiqatni bilaman deb aytishga hech qachon jur'at etmayman", dedi mason, Perni o'zining aniqligi va qat'iyligi bilan tobora hayratda qoldirib. - yolg'iz hech kim haqiqatga erisha olmaydi; Odam bobodan tortib to bizning zamonamizgacha bo‘lgan barcha, millionlab avlodlar ishtirokida toshdan tosh ketma-ket o‘sha ma’bad qad rostlamoqda, u Buyuk Tangrining munosib maskani bo‘lishi kerak, – dedi mason va ko‘zlarini yumdi.
"Men sizga aytishim kerak, men ishonmayman, ishonmayman ... Xudoga ishonmayman", dedi Per afsus va harakat bilan, butun haqiqatni aytish kerakligini his qilib.
Meyson Perga diqqat bilan qaradi va jilmayib qo'ydi, chunki qo'lida millionlarni ushlab turgan boy kambag'al odamga tabassum qilganidek, u kambag'alning uni baxtli qiladigan besh rubli yo'qligini aytadi.
- Ha, siz Uni tanimaysiz, janob, - dedi Meyson. “Siz Uni bila olmaysiz. Siz Uni tanimaysiz, shuning uchun siz baxtsizsiz.
"Ha, ha, men baxtsizman", deb tasdiqladi Per; - lekin nima qilishim kerak?
“Siz Uni tanimaysiz, hazratim, shuning uchun siz juda baxtsizsiz. Siz Uni bilmaysiz, lekin U bu yerda, U mening ichimda. U mening so'zlarimda, U sizning ichingizda va hatto hozirgina aytgan kufrli gaplaringizda ham bor! — dedi Meyson qattiq, titroq ovozda.
O‘zini tinchitmoqchi bo‘lgan shekilli, to‘xtab, xo‘rsindi.
"Agar u erda bo'lmaganida edi," dedi u sekin, - biz U haqida gapirmagan bo'lardik, janob. Nima, kim haqida gapirayotgan edik? Kimni rad etdingiz? — dedi u birdan ovozida jo'shqin qattiqqo'llik va hokimiyat bilan. - Agar u mavjud bo'lmasa, uni kim ixtiro qilgan? Nima uchun sizda shunday tushunarsiz mavjudot bor degan taxmin paydo bo'ldi? Nega siz va butun olam shunday tushunarsiz, hamma narsaga qodir, abadiy va cheksiz mavjudot borligini taxmin qildingiz?... – U to‘xtab, uzoq vaqt jim qoldi.
Per bu sukunatni buzolmadi va istamadi.
"U bor, lekin Uni tushunish qiyin", - dedi mason, Perning yuziga emas, balki uning oldida, ichki hayajondan xotirjam bo'lolmagan eski qo'llari bilan sahifalarni saralab. kitobdan. “Agar siz borligiga shubha qiladigan odam bo'lganingizda, men bu odamni sizning oldingizga olib kelib, qo'lidan ushlab ko'rsatardim. Ammo men, arzimas bir odam, qanday qilib ko‘r-ko‘rona, ko‘rmaslik, tushunmaslik, ko‘rmaslik uchun ko‘zini yumganga hamma qudratni, abadiylikni, barcha yaxshiliklarini ko‘rsata olaman? va uning barcha jirkanchligi va buzuqligini tushunmaslik uchunmi? U pauza qildi. - Sen kimsan? Nima sen? Siz o'zingizni aqlli odam ekanligingizni orzu qilasiz, chunki siz bu kufrona so'zlarni aytishingiz mumkin edi, - dedi u ma'yus va nafrat bilan tabassum bilan, - va siz o'z qo'llaringiz bilan o'ynagan kichkina boladan ko'ra ahmoqroq va aqldan ozgansiz. watch, buni aytishga jur'at etardi , chunki u bu soatlarning maqsadini tushunmaydi, u ularni yaratgan ustaga ishonmaydi. Uni bilish mushkul... Biz bu ilm yo‘lida asrlar osha Odam Ato bobomizdan to bugungacha mehnat qildik va maqsadimizga erishishdan cheksiz uzoqdamiz; lekin biz Uni noto'g'ri tushunishimizda biz faqat zaifligimizni va Uning buyukligini ko'ramiz ... - Per, yuragi cho'kib, masonning yuziga porlab turgan ko'zlari bilan qaradi, uni tingladi, to'xtatmadi, so'ramadi, lekin bu notanish odamning aytganlariga butun qalbi bilan ishondi. U Meysonning nutqidagi mantiqiy dalillarga ishondimi yoki u bolalar kabi, meyson nutqidagi intonatsiya, ishonch va samimiylikka, ba'zan deyarli o'z ovozining titrashiga ishondimi? — dedi Meysonning gapini bo‘ldi, yoki masonning butun borlig‘idan porlab turgan o‘sha ishonch yoki xotirjamlik, qat’iylik va o‘z maqsadini bilishda qarib qolgan bu yorqin, qari ko‘zlar, ular bilan solishtirganda uni ayniqsa kuchli hayratga soldi. e'tiborsizlik va umidsizlik; - lekin u butun qalbi bilan ishonishni xohladi va ishondi va xotirjamlik, yangilanish va hayotga qaytishning quvonchli tuyg'usini boshdan kechirdi.
"U aql bilan emas, balki hayot tomonidan tushuniladi", dedi mason.
"Men tushunmayapman", dedi Per qo'rqib, ichida shubha paydo bo'ldi. U suhbatdoshining argumentlarining noaniqligi va zaifligidan qo'rqardi, unga ishonmaslikdan qo'rqardi. "Men tushunmayapman, - dedi u, - qanday qilib inson ongi siz aytayotgan bilimni tushunolmaydi.