ою стихії. Вони непіддатливою: в одних випадках їх просто не удається здійснити, в інших випадках їх важко зупинити, наприклад, реакції горіння і вибуху, в третіх випадках їх неймовірно важко ввести в одне бажане русло, тому що вони спонтанно створюють десятки непередбачених відгалужень з утворенням декількох побічних продуктів.
В основі вчення про хімічні процесах знаходиться хімічна термодинаміка (термодинамічні методи якої дозволили керувати хімічними процесами тільки в аспекті їх направлення до пряму або зворотну сторони) і кінетика (виконує функцію управління швидкістю хімічних процесів).
4.1 Проблема каталізу
Каталозі як могутнє посередництво В«третіх тілВ» у здійсненні хімічних процесів був відкритий в 1812 К. С. Кірхгофа (1764-1833гг), вперше отримав за допомогою каталізатора - сірчаної кислоти H 2 SO 4 - з крохмалю цукор.
З тих пір і до теперішнього часу каталіз в хімії робить чудеса.
У 1964 році в зв'язку з відкриттям нових каталізаторів (KMgCl, TiCl 4 ) була реалізована можливість синтезу аміаку ні при високих температурі (400 0 C) і тиску (808 мПа), що ускладнювало технологічне виконання процесу, а при звичайних умовах: атмосферному тиску і кімнатній температурі.
Але ця реакція може стати тріумфом і третього тисячоліття, тому що відкриваються конкретні шляхи перенести її зі стін лабораторій в природу, на поля, де виростають злакові культури - пшениця і жито. Горох, квасоля та інші бобові рослини в своїх клубеньках містять В«мікрореакторВ» - азотобактер, який видобуває азот прямо з повітря і переробний його в аміни, які є азотним живленням рослин.
Тепер з'ясовано, що азотобактер діє за принципом зв'язування вільного азоту за допомогою металоорганічних каталізаторів типу RМе-Х, де R - органічний радикал, Ме - Метал, Х - залишок мінеральної кислоти. Відкрита в 1964 році реакція синтезу аміаку на металлорганических каталізаторах створює передумови успішного моделювання азотобактера - включення штучного азотофіксуюча апарату за допомогою генної інженерії у відповідні тканини злакових рослин. Рослини зможуть самі витягувати азот з повітря, і сьогодні це серйозно вивчається наукова проблема.
Перемогою каталізу є появу цілої галузі хімії, що базується на основі такого найпростішого сировини, як оксид вуглецю СО і водень Н 2 . На одних каталізаторах зі 100%-вим виходом із СО і Н 2 утворюються парафіни нормального будови, на інших - тільки парафіни розгалуженого будови, на третіх - чистий метанол, на четвертих - оцтова кислота, на п'ятих - етилен і т.д. Роль каталізаторів як своєрідних архітекторів проявилася у побудові молекул полімерів.
У 1950-1960-х роках відкриті металоорганічні каталізатори стереоспецифической полімеризації дивинила і ізопрену. Це дозволило по суті відтворити натуральний каучук.
Завдяки каталізаторам стало можливим ввести в якості сировини багато тоннажного органічного синтезу вуглеводні нафти - парафіни і циклопарафіни, які вважалися В«хімічними мерцями В». Завдяки каталізу вони перетворилися на практично невичерпне сировина для отримання СК та пластмас, оліфи і лаків, миючих речовин і розчинників, лікарських та парфумерних речовин, можливих паливно мастильних матеріалів. Каталіз знаходиться в основі виробництва маргарину, багатьох харчових продуктів, а також засобів захисту рослин.
Практично вся промисловість В«основний хіміїВ» (виробництво неорганічних кислот, основ і солей) і В«важкого органічного синтезуВ», включаючи одержання пально-мастильних матеріалів, базується на гетерогенному каталізі, який здійснюється з допомогою металів, їх сплавів і оксидів. Широке застосування за останні 40-30 років придбали цеолітові (алюмосилікатні) каталізатори, що володіють широко розвиненою поверхнею і широкими межами застосування.
Теоретичні уявлення про сутність каталізу служать сьогодні основним пунктом подальшого розвитку всієї каталітичної хімії, і, насамперед таких найбільш перспективних областей її, як металокомплексні каталіз, міжфазовий каталіз, міцелярно (за допомогою колоїдних систем), мембранний каталіз (за участю речовин, що діють як молекулярне сито) і каталіз допомогою ферментоподобних речовин.
В
4.2 Проблеми енергетики майбутнього
Сучасна енергетика в основному базується на горючих копалин, якими є кам'яне і буре вугілля, сланці, торф, нафта і газ. В даний час в світі видобувається близько 7 млрд. тонн умовного палива на рік. Підраховано, що цих запасів буде досить за одними даними на 80, а за іншими - на 120-140 років. Тому постає питання про нові джерела енергії .
Перспективою є перетворення атомних електростанцій найближчого майбутнього в хіміко-енергетичні комбінати, ядерні реактори яких одночасно з їх основною призначенням могли б служити генераторами різних видів нейтронного випромінювання для р...
