Книга по химии для домашнего чтения

На нефтеперерабатывающих заводах давно замечали образование красного кристаллического налета в железных трубопроводах, когда по ним при высокой температуре пропускали продукты перегонки нефти, содержащие циклопентадиен C₅H₆. Инженеры лишь досадовали на необходимость дополнительной очистки трубопроводов. Один из наиболее любознательных инженеров проанализировал красные кристаллы и установил, что они представляют собой новое химическое соединение [Fe(C₅H₅)₂], которому дали тривиальное название ферроцен, химическое же название этого вещества — бис-циклопентадиенилжелезо(II). Стала понятной и причина коррозии железных труб на заводе. Ее вызывала реакция

2С₅Н₆ + Fe = [Fe(C₅H₅)₂] + H₂^.

9.18. ФТОРОПЛАСТ

Первый полимерный материал, содержащий фтор, известный у нас под названием фторопласт, а в США — тефлон, был получен случайно. Однажды в лаборатории американского химика Р. Планкетта в 1938 г. из баллона, наполненного тетрафторэтиленом CF₂CF₂, перестал поступать газ. Планкетт открыл кран полностью, прочистил отверстие проволокой, но газ не выходил. Тогда он встряхнул баллон и почувствовал, что внутри его вместо газа находится какое-то твердое вещество. Баллон был вскрыт, и из него высыпался белый порошок. Это был полимер — политетрафторэтилен, получивший название тефлон. В баллоне прошла реакция полимеризации

n(CF₂CF₂) = (—CF₂—CF₂—CF₂—)_n.

Тефлон устойчив к действию всех известных кислот и их смесей, к действию водных и неводных растворов гидроксидов щелочных металлов. Он выдерживает температуры от -269 до + 200°C.

9.19. МОЧЕВИНА

В 1828 г. немецкий химик Вёлер (см. 2.18) пытался получить кристаллы цианата аммония NH₄NCO. Он пропустил аммиак через водный раствор циановой кислоты HNCO в соответствии с реакцией

HNCO + NH₃ = NH₄NCO.

Полученный раствор Вёлер выпарил до образования бесцветных кристаллов. Каково же было его удивление, когда анализ кристаллов показал, что им получен не цианат аммония, а хорошо известная мочевина (NH₂)₂CO, называемая теперь карбамидом (см. 6.5). Мочевину до Вёлера получали только из человеческой мочи. Взрослый человек ежедневно выделяет, с мочой около 20 г мочевины. Вёлеру никто из химиков того времени не поверил, что органическое вещество можно получить вне живого организма. Считалось, что органические вещества могут образовываться только в живом организме под воздействием «жизненной силы». Когда Вёлер сообщил шведскому химику Берцелиусу (см. 2.19) о своем синтезе, то получил от него следующий ответ: «…Тот, кто положил начало своему бессмертию в моче, имеет все основания завершить свой путь вознесения на небеса при помощи того же предмета…»

Синтез Вёлера открыл широкую дорогу получению многочисленных органических веществ из неорганических. Много позднее было установлено, что при нагревании или при растворении в воде цианат аммония превращается в мочевину (см. 8.5):

NH₄NCO -> (NH₂)₂CO.

9.20. ЦИНКАЛЬ

Одним из металлургов уже в нашем столетии был получен сплав алюминия Al с 22% цинка Zn, названный им цинкалем. Для изучения механических свойств цинкаля металлург изготовил из него пластинку и вскоре забыл о ней, занимаясь получением других сплавов. Во время одного из опытов, чтобы защитить лицо от теплового излучения горелки, он отгородил ее оказавшейся под рукой пластинкой цинкаля. По окончании работы металлург с удивлением обнаружил, что пластинка удлинилась более чем в 20 раз без каких-либо признаков разрушения. Так была открыта группа сверхпластичных сплавов. Температура сверхпластичной деформации цинкаля оказалась равной 250°C, много меньше температуры плавления. При 250°C пластинка цинкаля под действием силы тяжести начинает буквально течь, не переходя в жидкое состояние.

Исследования показали, что сверхпластичные сплавы образованы очень мелкими зернами. При нагревании под очень небольшой нагрузкой пластинка удлиняется из-за увеличения числа зерен вдоль направления растяжения при одновременном уменьшении числа зерен в поперечном направлении (см. 5.33).

9.21. БЕНЗОЛ

В 1814 г. в Лондоне появилось газовое освещение. Светильный газ (см. 1.41) хранили в железных баллонах под давлением. В летние ночи освещение было нормальным, а зимой, в сильные холода, — тусклым. Газ по какой-то причине не давал яркого света. Владельцы газового завода обратились за помощью к химику Фарадею (см. 2.45). Фарадей установил, что зимой часть светильного газа собирается на дне баллонов в виде прозрачной жидкости состава C₆H₆. Он назвал ее «карбюрированным водородом». Это был хорошо теперь всем известный бензол (см. 5.65; 8.23). Честь открытия бензола осталась за Фарадеем. Название «бензол» новому веществу дал немецкий химик Либих (см. 2.17).

9.22. БЕЛОЕ И СЕРОЕ ОЛОВО