Давление и химические реакции

Известно, что для производства пороха нужна селитра: калиевая, натриевая или аммонийная -соли азотной кислоты. До первой мировой войны основным поставщиком натриевой селитры была страна Чили. Вскоре после начала войны Германия оказалась в катастрофическом положении: морская блокада сделала доставку селитры из Чили невозможной. И тогда немецкие химики разработали метод, позволявший синтезировать аммиак из азота и водорода. Из аммиака получали азотную кислоту и аммиачную селитру.

Синтез аммиака вели под давлением в несколько десятков мегапаскалей. Давление оказалось необходимым, потому что оно значительно ускоряет химические реакции. Прежде всего оно увеличивает концентрацию компонентов, т. е. их содержание в единице объема. Кроме того, реакция синтеза аммиака

идет с уменьшением объема: из трех объемов водорода и одного объема азота получаются два объема аммиака. При увеличении давления система (азот + + водород + аммиак) словно сопротивляется этому и, чтобы снизить давление, дает аммиак.

Сейчас во всем мире заводы синтетического аммиака вырабатывают десятки миллионов тонн аммиачной селитры - одного из самых распространенных минеральных удобрений. В наше время много химических продуктов получают в промышленности с помощью высокого давления, например метиловый спирт, уксусную кислоту. На производство этилового спирта еще недавно расходовали сотни тысяч тонн зерна и картофеля. Теперь спирт получают под давлением из воды и этилена - газа, выделяющегося в большом количестве при добыче и переработке этилен при давлении 150-300 МПа полимеризуется в полиэтилен - материал, обладающий рядом ценных качеств (см. ст. "Полимеры"). Под давлением формуют синтетические волокна. Можно насчитать сотни технологических процессов, которые стали возможными благодаря высоким давлениям. Увеличение давления выше атмосферного сильно действует на организм человека. А вот глубоководные рыбы живут под давлением в десятки мегапа-скалей и, наоборот, гибнут на поверхности воды. Некоторые виды бактерий преспокойно выдерживают давления до сотни мегапаскалей, но гибнут при давлении 700 МПа: вода в их клетках превращается в одну из полиморфных модификаций льда и разрывает их. Это явление навело на мысль о возможности консервировать продукты, подвергая их высокому давлению. Опыты показали, что, действительно,

перейти к началу страницы