Литература

1. Менделеев Д. И. Соч. Т. X.—Л., М.: Изд-во АН СССР, 1049. 860 с.

1. XII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Пленарные до­ клады.— М.: Наука, 1'977. 221 с.

2. Развитие химической промышленности в СССР. 1(917—il&80 / Под ред. Л. А. Костандова, Н. М. Жаворонкова.—М.: Наука, И984. Т. 1. 368 с. Т. 2. 400 с.

3. Савицкий Э. С. Химизация народного хозяйства и развитие химической промышленности.— М.: Химия, 1978. 336 с.

2. Журн. ВХО им. Д. И. Менделеева. 1980. Т. 25. № 5. С. 482—587.

3. Журн. ВХО им. Д. И. Менделеева. 1982. Т. 27. № 3. С. 243—328

4. Журн. ВХО им. Д. И. Менделеева. 19S4. Т. 29. № 4. С. 363—442

279

8. Поллер 3. Химия на пути в третье тысячелетие.— М.: Мир, 1'982. 400с.

8. Случайности научных открытий и закономерности развития химии.— Журн. ВХО им. Д. И. Менделеева. 1977. Т. 22. № 6.

10. Элементарные процессы химии высоких энергий. Тр. симпоз. по элемен­ тарным процессам химии высоких энергий.— М.: Наука, 1995. 31$ с.

11. Кинетика и термодинамика химических реакций в низкотемпературной плазме / Под ред А. С. Полака.— М.: Наука, 1965. 254 с.

у 12. Гольданский В. И. Явления квантового низкотемпературного предела вкорости химических реакций // Успехи химии, 1975. Т. 4. С. 211211—2149.

'13. Полак Л. С., Овсянников А. А., Словецкий Д. И., Вурзель Ф. Б. Теоре­тическая и прикладная плазмохимия.—М.: Наука, 1975. 304 с.

14. Журн. ВХО им. Д. И. Менделеева, 1973. Т. 18, № 3.

15. Пауэлл С. Ф. Надежды и проблемы современной науки // В кн.: Буду­ щее науки: Международный ежегодник.— М.: Знание, 1970. Вып. 3. С. 49—63.

16. Сиборг Г. Т. Куда ведет нас наука // Там же, с. 64—81.

17. Бугаенко Л. Т., Калязин Е. П. Радиационно-химическая технология // Там же, с. 35—44.

18. Химия твердого состояния.— М.: ИЛ, Г9&1. 544 с.

Ш. Хенней Н. Химия твердого тела.—М.: Мир, 1971. 224 с.

20. Нестехиометрические соединения.— М.: Химия, 1'97!1. 608 с.

21. Соединения переменного состава.— М.: Химия, 1969. 520 с.

22. Ristic Motncilo. Science of Sintering and Future.— Beograd; Intern. Inst. for the Sci. of Sint. 1975. 108 p.

23. Опыт обобщенной теории спекания.— Белград: Интерн, ин-т науки о спекании. 1973. 285 с.

24. Райдлер Дж. Доклад на 6-й конференции по керамическим материалам Американского керамического об-ва. Флорида, 17—21 января 1982 г. // Инфор­ мационный бюллетень Ин-та хим. физики АН СССР, Черноголовка, Ш83. 20 с.

25. Гетерогенный катализ в реакциях получения и превращения гетероцик­ лических соединений // Сб. тр. Ин-та орг. синтеза АН Латв. ССР.— Рига: Зи- натне, 1971. 260 с.

26. Каталитический синтез и превращения гетероциклических соединений,— Рига: Зинатне, 1976. 247 с.

27. Журн. ВХО им. Д. И. Менделеева. 1986. Т. 31. № 2.

28. Вебер В., Гекель Г. Межфазный катализ в органическом синтезе.— М.: Мир, 1980. 172 с.

29. Яновская Л. А., Юфит С. С. Органический синтез в двухфазных систе­ мах.—М.: Химия, 1982. 1<86 с.

30. Юфит С. С. Механизм межфазного катализа.— М.: Наука, 1984. 140 с.

31. Кузнецов В. И. Развитие учения о катализе.— М.: Наука, 1964, 424 с.

32. Боресков Г. К. Сущность каталитического действия на примере реакций окисления // В кн.: Механизм катализа. Ч. 1.— Новосибирск: Наука, 1984. С. 3—21.

33. Миначев X. М., Ходаков Ю. С. Закономерности подбора окисных ката­ лизаторов гидрирования и изомеризации олефинов и Н—D-обмена // Сб. Все­ союзная школа по катализаторам. Лекции. Ч. К Новосибирск, Ш82. С. 47—70.

34. Соколовский В. Д. Механизм катализа и проблема предвидения катали­ тического действия в реакциях глубокого и селективного окисления на твердых катализаторах // Там же. С. 129—'ISO.

35. Сокольский Д. В. Гидрирование в растворах.— Алма-Ата: Наука, ' КазОСР, 1979. 364 с.

36. Крылов О. В. Катализ неметаллами. Закономерности подбора катализа- |оров.—Л.: Химия, 1967. 240 с.

V4 37. Лихолобов В. А., Ермаков Ю. И. О некоторых аспектах подбора ме-таллокомплексных каталитических систем // Кинетика и катализ, 1980. Т. 21. С. 904—914.

38. Шумило О. Н., Лихолобов В. А., Булгаков Н. Н. Разработка методов оценки кинетических параметров реакций замещения лигандов в плоских квад-

280

ратных комплексах переходных металлов // Изв. Сиб. отд. АН СССР, 1в80. Вып. 4. С. 1©—24; 25—30. Вып. 5. С. 5—40.

39. Буянов Р. А., Криворучко О. П., Рыжак И. А. Изучение механизма за­ рождения и роста кристаллов гидроокиси и окиси железа в маточных раство­ рах // Кинетика и катализ. 1972. Т. 13. Вып. 2. С. 470—478.

40. Буянов Р. А., Криворучко О. П. Разработка теории кристаллизации малорастворимых гидроокисей металлов и научных основ приготовления ката­ лизаторов из веществ этого класса // Кинетика и катализ, Г976. Т. 17. Вып. 3. С.. 765—775.

44. Буянов Р. А., Криворучко О. П. Основные подходы к развитию теории приготовления катализаторов. Кристаллизация по механизму ориентированного наращивания /./ Изв. СО АН СССР. Сер. хим. наук, 1982, № 14. Вып. 6. С. 28—35.

42. Криворучко О. П., Буянов Р. А. Теоретические основы приготовления катализаторов и носителей из осажденных гидроксидов // В сб.: Научные ос­ новы приготовления катализаторов: Материалы Всесоюзного совещания.— Ново­ сибирск, 1984. С. 67—79.

43. Криворучко О. П., Буянов Р. А. Развитие теории кристаллизации ма­ лорастворимых гидроксидов и ее применение в научных основах приготовления катализаторов // Сб. лекций «Всесоюзная школа по катализаторам». Ч. III,— Новосибирск: СО АН СССР, 1881. С. 122—150.

44. Матрос Ю. Ш. Перспективы использования нестационарных процессов в каталитических реакторах // Журн. ВХО им. Д. И. Менделеева, 1977. Т. 22, № 5. С. 576—580.

45. Матрос Ю. Ш. Разработка реакторов с неподвижным слоем катализа­ тора // В сб.: Математическое моделирование химических реакторов.— Новоси­ бирск: Наука (Сибирское отделение). 1984. С. 6—25.

46. Матрос Ю. Ш. Моделирование гетерогенных каталитических реакто­ ров // Катализаторы и каталитические процессы.— Новосибирск: Изд. Ин-та катализа СО АН СССР. 1070. С. 1:111—1134.

47. Замараев К. И., Пармон В. Н. Разработка фотокаталитических систем для преобразования солнечной энергии // Успехи химии, 1983. Т. 52. С. 1433— 1467.

48. Жаворонков Н. М. Научно-технический прогресс и проблемы химиче­ ской технологии // В кн.: XI Менделеевский съезд по общей и прикладной хи­ мии.—М.: Наука, 1077. С. 40—69.

49. Кутепов А. М., Бондарева Т. И., Беренгартен М. Г. Общая химическая технология.— М.: Высшая школа, 1985. 448 с.

50. Кафаров В. В. Методы кибернетики в химии и химической техноло­ гии.—М.: Химия, 1968. 380 с.

51. Слинько М. Г. Моделирование химических реакторов.— Новосибирск: Наука, 1968. 95 с.

52. Боресков Г. К., Слинько М. Г. Расчет трубчатого контактного аппара­ та для окисления сернистого газа // Журнал химической промышленности, 1936. Т. 13, № 4. С. 221—225. № 5. С. 286—294.

53. Плановский А. Н. Теория непрерывных процессов // Химическая про­ мышленность, 1944, № 5. С. 5—9. № 9. С. 5—9.

54. Бутков Н. И. Перспектива пиролиза нефти в СССР // Нефтяное хозяй­ ство, 1S45, № 4. С. 38—45.

55. Нагиев М. Ф. Теория рециркуляции и повышения оптимальности хими­ ческих процессов.— М.: Наука, 1970. 390 с.

56. Нагиев М. Ф. Этюды о химических системах с обратной связью.— М.: Наука, 1971. 92 с.

57. Нагиев М. Ф., Кулиев А. М., Шевцов И. С. Приложение принципа су­ пероптимальности к усовершенствованию технологии процессов // Азерб. хими­ ческий журнал, 1970, № 5/6. С. 133—105.

58. Экономика типовых процессов химической технологии.— М.: Химия, 1970. 134 с.

42. Хайлов В. Г., Брандт Б. Б. Введение в технологию основного органи­ ческого синтеза.— Л.: Химия, 1969. 5Э9 с.

43. Кафаров В. В., Телков Ю. К., Соловьева С. С. Влияние рецикла на эффективность работы реактора // Труды МХТИ им. Д. И. Менделеева, 1970. Вып. 66. С. 166—1170.

44. Yen Y. Ch. Bigger reactor or more recycle.— Hydrocarbon Process. 1970. Vol. 49. N 1. P. 156—161.

45. Кузнецов В. И., Зайцева 3. А. Химия и химическая технология. Эволю­ ция взаимосвязей.— М.: Наука, 1Ф84. 296 с.

х^ / 63. Голендер В. Е., Розенблит А. Б. Исследование связи структура — ак­тивность химических соединений методом распознавания образов /// Журн. ВХО им. Д. И. Менделеева, 1'980. Т. 25, № 1. С. 28—35.

64. Векслер М. А. Новая идеология химико-фармацевтических исследова­ ний II Журн. ВХО им. Д. И. Менделеева. 1980. Т. 25, № 1. С. 54—01.

64. Журн. ВХО им. Д. И. Менделеева, 1970. Т. 15, № 1. С. 2—101.

64. Семенов Н. Н. Наука и общество. Статьи и речи. Изд. 2-е.— М.: Нау­ ка, 1981. 4-88 с.

65. Крестов Г. А. Теоретические основы неорганической химии.— М.: Выс­ шая школа, 1982. 2% с.

66. Зайцев О. С. Общая химия. Направление и скорость химических про­ цессов. Строение вещества.— М.: Высшая школа, 1083. 248 с.

67. Совершенствование содержания и методов обучения химии в школе // Сб. трудов Гос. пед. ин-та им. А. И. Герцена.— Л., liSTO. С. 10—52.

68. Зайцев О. С. Системно-структурный подход к обучению общей химии.— (•Л.: Изд-во МГУ, 1983. 171 с.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, химия представлена ныне множеством самых различ­ных направлений развития знаний о природе вещества и способах его преобра­зования. Но еще больше встает перед ней принципиально новых проблем, в том числе и таких, которые выходят за пределы сложившихся представлений о ее социальной роли.

Конечно, производство новых конструкционных и функциональных органиче­ских и неорганических материалов (пластмасс, эластомеров, волокон, композитов, керамик, металлов и сплавов, цементов), так же как и создание новых фармацев­тических препаратов и физиологически активных соединений для медицины, пес­тицидов и удобрений для сельского хозяйства, особо чистых веществ для элементной базы электроники и фотографии, горюче-смазочных материалов и .красителей, остается основной задачей химии. И масштабы производства всех этих материалов будут постоянно возрастать. Однако все отчетливее начинает осознаваться и другая важная задача химии — быть своего рода катализатором интенсификации всего общественного производства, всех его, в том числе и нехимических, отраслей. Речь идет об их химизации в широком смысле этого слова: не только о замене хлопковых и натуральных шерстяных или кожевенных материалов искусственными и химическими, даже не только о замене древесины и металла полимерами и керамикой. Речь идет, по крайней мере, еще о трех таких направлениях химизации, как 1) замена традиционных способов и техно­логий производства энергии, металла и машин новыми химическими способами; 2) своего рода «химическая витаминизация» соответствующих отраслей производ­ства (термин В. А. Легасова) и 3) формирование должной химической культу­ры во всех отраслях народного хозяйства.

Что касается первого из названных направлений, то оно проявляется сегодня наиболее рельефно и ощутимо. Если химические источники тока, или топливные элементы, находятся лишь на такой стадии разработок, которая пока далека от реального вклада в промышленную энергетику, то в области использования ядерной и солнечной энергии при непосредственном участии химии уже достиг­нуты значительные реальные результаты. Например, атомные электростанции, .на которых эксплуатируются реакторы-размножители (на быстрых нейтронах),— это детище в такой же мере химии, как и физики. Помимо специальных мате­риалов для сооружения агрегатов химия дает им методы выделения и очистки урана-235, а после его выгорания — искусственного элемента плутония, а далее — методы получения из последнего тепловыделяющих элементов. Только химия мо­жет помочь в решении проблем транспорта низкотемпературной теплоты и ее химического «конвертирования». Выше было сказано о решении средствами ката­лиза сложнейшей и в то же время самой многообещающей проблемы прямого преобразования солнечной энергии в энергию химических топлив. Работы в этом направлении ведутся интенсивно и успешно. Ожидается, что уже к 2020 г. до 10—15 % мирового потребления энергии будет обеспечено за счет преобразова­ния энергии Солнца всеми известными до сих пор — и химическими, и иными — методами.

Химия открывает широчайшие возможности прогрессивных преобразований в машиностроении. Одним из крупнейших ее успехов в этом направлении явля-

283

«тся создание способов прямого изготовления металлических и металлокерамиче-ских изделий — деталей машин — при разложении летучих металлорганических соединений. Как об этом сообщает акад. Г. А. Разуваев, «теперь дело дошло до полного формирования из паров металлорганических соединений матриц, пресс-форм, деталей -машин. Это — новое неожиданное направление, которое может привести, — не побоюсь этого слова, — к революции в машиностроении. Ведь но­вая технология несовместима с ручным трудом: все операции выполняются в ав­томатических аппаратах. Она безотходна. Весь металл идет в дело, механичес­кой обработки и связанных с ней потерь нет; не теряется даже освободившийся органический лиганд —его снова направляют в цикл переносить новые порции металла. Наконец, структурой металла можно сознательно управлять, вводя соответствующие добавки, «играя» температурой, создавать композиции из сво бедного металла и его карбидов, нитридов. Сфера применения нового метода почти безгранична». За последнее время таким способом изготовлены резисторы, сопротивление которых не зависит от температуры; пресс-формы, в несколько раз более стойкие, чем те, которые до сих пор приобретались за валюту, и при­том значительно более дешевые; трубы и насосы, не поддающиеся коррозии в морской воде, в высокосернистой нефти и в среде сильных кислот. В перспекти­ве — производство деталей тракторов и сельхозмашин, не истирающихся в жест­ком режиме работы и не разъедаемых удобрениями и ядохимикатами; оптиче­ские изделия, штампуемые в высокоточных, не знающих износа матрицах.

Когда' в 1949 г. был создан первый транзистор, химия твердого тела стала необходимым технологическим инструментом производства новых электронных приборов. Это привело не только к изменениям в технической электронике, но и к качественным сдвигам во всем материальном и духовном производстве. ЭВМ заняли место в эпицентре научно-технической революции, а тенденциям широкой компьютеризации стали отвечать сегодня изощренные технологические приемы, позволяющие на одном квадратном миллиметре (!) кремниевого кристалла фор­мировать несколько миллионов элементов — транзисторов, конденсаторов, сопро­тивлений. И теперь уже замена традиционных технологий в самых различных областях производства может быть охарактеризована не отдельными примерами, подобными только что приведенным, а перечислением целых отраслей (начиная ют машине- и приборостроения и .кончая производством одежды, обуви и пред­метов широкого потребления), которые вооружены химическими способами из­готовления продукции.

Исключительно крупные качественные сдвиги в производстве и эксплуатации материальных ценностей обеспечивает то направление химизации народного хо­зяйства, которое названо «химической витаминизацией». Сегодня создаются пре­параты, способные быть лекарствами не только для живых организмов, но и для технических устройств. Различные многофункциональные вещества, добав­ляемые в очень малых количествах в котлы, в двигатели внутреннего сгорания, в строительные конструкции, стабилизируют процессы горения, предотвращают образование накипей, уменьшают износ деталей, избавляют от коррозии. Они могут экономить миллионы тонн топлива, металла, древесных и других материа­лов. Достижения такой молодой отрасли науки, как химия присадок к смазоч­ным маслам, выражаются в последние годы синтезом многочисленных антиокис­лительных, противокоррозионных, диспергирующих, депрессорных, противозадир-ных и других присадок, добавка мизерных количеств которых к смазочным мас­лам позволяет в 2—3 раза увеличить надежность и долговечность машин и ме­ханизмов, бесперебойно эксплуатировать двигатели внутреннего сгорания в усло­виях 40-градусной жары и 40-градусного мороза, в несколько раз увеличивать нагрузки на трущиеся поверхности. Существуют также присадки к моторным топливам, регулирующие их октановые и цетановые числа, другие рабочие пара­метры. И что очень важно — для получения всех таких присадок сегодня уже невозможно обходиться методами бесчисленных проб; нужны солидные теорети­ческие основания, которые, как правило, синтезируют в себе химические знания с физическими, техническими и т. д. Научные основы производства присадок

284

к смазочным маслам, например, находятся на стыке химии и теории двигателя — в русле новой синтетической науки — химмотологии.

«Эти весьма малые, но грамотно вносимые добавки, — писал В. А. Лега­сов,— играют в технологии ту же роль, что и витамины для человека. К сожа­лению, во многих случаях наша промышленность страдает химическим авитами­нозом и из-за этого многое теряет». При должном развертывании химических исследований в этом направлении и оперативном приложении их результатов в соответствующих отраслях народного хозяйства можно добиться такой экономии материальных, энергетических и трудовых затрат, которая сравнима с затрата­ми на строительство новых крупных предприятий.

Важнейшим условием решения задач химизации народного хозяйства в наз­ванных выше двух направлениях является формирование должной химической культуры. Речь идет вовсе не о том, чтобы каждый специалист, будь то инже­нер-энергетик или строитель, агроном или врач, был одновременно и химиком. Но каждый специалист должен, как минимум, иметь достаточно четкие пред­ставления о тех «химических компонентах» своей деятельности (если, конечно, таковые в ней содержатся), которые несут возможности ее интенсификации или, по меньшей мере, рационализации. Вряд ли этот тезис требует разъяснения или обоснования. Прежде всего он требует скорейшей реализации. А таковая воз­можна лишь при правильной постановке дела химического образования и в шко­ле, и в вузе. Инженер-энергетик, работающий на тепловой электростанции, дол­жен знать основы химии горения, чтобы посредством управления процессом сжи­гания топлива добиться увеличения мощности котлов и предотвратить загрязне­ния сажей и оксидом углерода окружающей среды. Агроном обязан знать осно­вы химии почв, чтобы рационально использовать удобрения. Врач не может глу­боко проникнуть в сущность патологии жизненных функций, если он не будет владеть основами химии натрий-калиевого или кислотно-основного равновесия в организме. Ясно, что к изжитию химической неграмотности должны быть привле­чены не только разум и совесть инженеров, агрономов и медиков, но также и силы специалистов-химиков — преподавателей школы и вузов в первую очередь.

В заключение нельзя не коснуться еще двух тесно взаимосвязанных и очень важных аспектов ближайших судеб химической проблематики. Ими являются экологический и экономический аспекты.

Экологические вопросы — и прежде всего вопросы экологии человека — ста­ли особенно актуальными за последние два-три десятилетия. В результате рез­кого возрастания крупномасштабных техногенных воздействий человека на при­родные процессы опасность глобальных изменений окружающей среды, ранее подкрадывавшаяся незаметно, сегодня грозит трагедией с непредсказуемыми последствиями. Об этом сегодня много говорят и пишут. Происходит постоянное повышение концентрации углекислого газа в атмосфере. Ведь на планете еже­годно сжигается более 4 млрд. т угля, 3,5 млрд. т нефти и природного газа, 2,5 млрд. т древесины. Идет непрерывное загрязнение океана и внутренних во­доемов, нарушающее сложившийся характер взаимодействия между гидро- и атмосферой. В воде, воздухе и почве происходит накопление оксидов серы и азота, галогенсодержащих соединений, тяжелых металлов, канцерогенных ве­ществ и ядохимикатов, вызывающих гибель растений и животных и отрицатель­но сказывающихся на здоровье сотен тысяч людей. Немалая доля вины за все эти изменения падает и на химическую промышленность и сопряженные с ней отрасли производства — угольную промышленность, металлургию, энергетику, це­ментное производство. При этом установлено, что экологическая напряженность берет свое начало в низком уровне технологий и лишь усугубляется несовершен­ством очистных сооружений. Это — обшие факторы экологических бед во всем мире. Но у нас в стране они длительное время не только сохранялись, а и усили­вались на почве экстенсивного способа производства, погони за «валом», прене­брежения задачами снижения энергетических и сырьевых затрат на единицу производимой продукции.

Из отчетливого понимания этой ситуации, ее истоков и ее опасных послед­ствий ныне сложилась научная концепция, обосновывающая программу действий

285

по предотвращению экологической катастрофы. В ее основе находится требова­ние создания ресурсосберегающих безотходных технологий, полностью совпадаю­щее со стратегией нашей партии по переводу экономики страны на интенсивный путь развития, на достижение высокого качества производимой продукции. От­сюда вытекает системный характер химической проблематики: ее экологические аспекты есть в то же время экономические аспекты. И это обстоятельство стало одним из главных мотивов настоящей книги. Почти во всех ее главах продемон­стрирована слитность решения проблем: 1) интенсификации химико-технологиче­ских процессов; 2) ресурсосбережения, 3) безотходности и 4) повышения качест­ва химической продукции. Это — и нестационарная технология (в частности, не­стационарная технология серной кислоты, успешно разрабатываемая в Инсти­туте катализа Сибирского отделения АН СССР), и технология твердых тел СВС, созданная в Институте химической физики АН СССР, и процессы органи­ческого синтеза, управляемые на основе теории рециркуляции, развитой в Ин­ституте теоретических основ химической технологии АН АзербССР, и мембран­ные технологии, и плазмохимическое производство, и, наконец, приведенный Г. А. Разуваевым пример химической сборки деталей машин.

Но ведь все это — только маяки на пути к безбрежным просторам новой химии, которую предстоит континент за континентом открывать тем, кто сейчас находится на школьной или студенческой скамье. «Первым маршем, — говорит Д. И. Менделеев, — лестница прогресса не кончается — она бесконечна».

К будущему относятся всегда живые слова великого русского химика: «...сколько предстоит трудов, какое поле для пытливого ума!»

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие 3

Введение °

ХИМИЯ КАК НАУКА И ПРОИЗВОДСТВО 12