«Рассказы о русском первенстве» — читайте интересные статьи из этой книги, с продолжениями! Вы узнаете о реальном вкладе русских ученых и изобретателей в развитие мировой  науки и техники.

Химическая наука позволила создать много удивительных материалов с совершенно новыми, отсутствующими у природных, свойствами.

Мы можем гордиться тем, что многие из важнейших глав этой науки созданы нашими соотечественниками — русскими химиками.

Новый способ переработки нефти — пиролиз — создал русский ученый Александр Александрович Летний, автор книги «Сухая перегонка битуминозных ископаемых» — первого учебника по нефтяному делу.

Нефть при высокой температуре выделяет горючие газы. В 1870 году этим нефтяным газом освещались Киев, Казань и другие города. Газ получался пропусканием нефти или нефтяных остатков через накаленные реторты. При добывании «нефтяного газа» оставался деготь. И вот исследованием этого дегтя занялся А. А.. Летний. В его работе «Исследование продуктов древесно-нефтяного газа», опубликованной в 1877 году, говорится о том, что если деготь вторично пропустить через накаленные железные трубы, то в нем образуются новые продукты, которых не было раньше ни в нефти, ни в дегте —  бензол, толуол, ксилол, нафталин, антрацен и другие.

Химическая сущность этого процесса, называемого пиролизом — это превращение с помощью высоких температур нитевидных молекул нефти или дегтя в молекулы-колечки, которых в натуральной нефти очень мало.

Большинство продуктов, получаемых при пиролизе нефти, являются ароматическими веществами, поэтому пиролиз нефти называют также ароматизацией нефти.

Открытый Летним пиролиз нефти является в наши дни одним из важнейших способов переработки нефти.

В 1885 году продукты пиролиза нефти — бензол, нафталин и антрацен — с русского завода инженера Рагозина продавались на нижегородской ярмарке и вывозились за границу. Спрос на все эти продукты тогда необычайно возрос, так как они служили материалом для получения по методу Зинина красителей, лекарственных, ароматических и взрывчатых веществ.

В 1890 году инженер Никифоров, работая в лаборатории Зелинского, принимавшего деятельное участие в изучении пиролиза, открыл, что повышенное давление способствует ароматизации нефти. Он сконструировал специальную реторту и взял на нее патент.

В начале 1900 года около города Кинешмы был пущен завод, на котором получались ароматические углеводороды по способу Никифорова и вырабатывались из них нитробензол, анилин и другие продукты.

Три основных способа переработки нефти — перегонка, пиролиз и крекинг, родившиеся в России,— легли в основу нефтеперерабатывающей промышленности во всем мире. Один из основных продуктов переработки нефти — бензин, имеет огромное значение для авиации.

Однако с этим необходимым продуктом не все шло гладко.

До тех пор пока скорость самолета была не больше 100—120 километров в час, бензин прекрасно исполнял свою службу.

С дальнейшим увеличением скорости мотор «заболевал» На самом лучшем авиационном бензине, который дает энергии больше, чем какое-либо другое топливо, прекрасно горит, не оставляя золы и сажи, мотор вдруг отказывался работать.

Оказалось, что при больших давлениях и температурах часть молекул бензина расщепляется на мелкие, которые не выдерживают условий сжатия в цилиндрах мотора и взрываются раньше времени. Встал вопрос о создании нового авиационного бензина — синтетического. Научные основы для этого имелись в многочисленных трудах академика Н. Д. Зелинского.

Еще в прошлом веке крупным русским химиком В. В. Марковниковым, исследовавшим бакинскую нефть, было найдено, что она состоит главным образом из циклических углеводородов — нафтенов, веществ, молекулы которых построены не цепочками, а кольцами.

Академик Зелинский создал первое химическое соединение, входящей в состав нефти. Нитевидную молекулу углеводорода он замкнул в кольцо и получил химически чистый нафтен.

Всего Николай Дмитриевич Зелинский синтезировал 25 нафтенов. Созданные им методы легли в основу получения синтетического бензина.

Среди продуктов, получаемых из нефти, есть знакомое всем по названию вещество — парафин. Название свое он получил от латинских слов «парвум аффинис», что значит малодеятельный. Под этим названием в химии объединен целый ряд углеводородов метанового ряда, в который входят также вазелин, парафин, горный воск. Все попытки химиков расшевелить эти недеятельные вещества были тщетны. Они не вступали ни в какие соединения. За это их и назвали химическими «мертвецами».

За воскрешение этих веществ взялся русский химик Михаил Иванович Коновалов. В качестве «живой воды» была использована азотная кислота.

Занимаясь исследованиями нефти, Коновалов видел, что в газообразных продуктах переработки нефти содержится много парафиновых углеводородов, являющихся «отбросами» промышленного производства. И вот в 1889 году, работая с этими «отбросами», Коновалов нашел, что азотная кислота при нагревании превращает их в нитропарафины, обладающие значительной химической активностью. Получив новые химические продукты, необходимые для синтеза многочисленных веществ, Коновалов «воскресил» парафины к химической жизни.

Значение этого открытия было так велико, что реакция эта так и вошла в историю науки под названием «реакции Коновалова».

Реакция Коновалова позволила использовать отходы, составляющие в газах переработанной нефти от 45 до 75 процентов, и тем самым послужила в наше время развитию совершенно новой отрасли промышленности.

По методу Коновалова вырабатывается сырье для производства синтетического каучука, пластических масс, синтетических красителей, синтетического волокна, взрывчатых и лекарственных веществ, ядовитых веществ для борьбы с вредителями сельского хозяйства, растворителей и для целого ряда других важных продуктов.

В результате применения реакции Коновалова  развилась новая отрасль промышленности — производство жирных кислот.

Все мучнистые вещества — мука, рис, пшено, а также такие овощи, как картофель, — в основном состоят из крахмала.

Русский академик К. С. Кирхгоф открыл в 1811 году, что при нагревании с разбавленными кислотами крахмал превращается в сахаристое вещество — глюкозу. Процесс этот называется гидролизом. Константин Кирхгоф сразу увидел в своем открытии большие практические возможности и разработал технологический процесс получения патоки и кристаллической глюкозы.

Вскоре уже работали первые заводы крахмалопаточной промышленности. А ее развитие, в свою очередь, поставило перед химической наукой новую интересную задачу — превращение древесины в сахаристые вещества.

Образование сахаристых веществ в растении происходит по следующей схеме. Из шести молекул формальдегида, самого простого углевода, образующегося в зеленом листе, строятся простые сахаристые вещества, такие, как виноградный сахар, или глюкоза, и фруктовый сахар — фруктоза.

Если глюкоза и фруктоза соединяются вместе, то образуется сахароза, тот сахар, с которым мы пьем чай.

Из двух простых сахаристых веществ построен и солодовый сахар, из трех — еще более сложное сахаристое вещество — раффиноза и т д.

Но чем больше укрупняется сахарная постройка, тем меньше остается в ней сладости. Самый сладкий фруктовый сахар — фруктоза. Именно ему обязан мед своей сладостью. Раффиноза, построенная из трех простых сахарных кирпичиков, уже почти не имеет сладости. Готовая продукция, которую вырабатывает зеленый лист, — это состоящий из больших сахарных молекул крахмал. Растение складывает его в свои запасные пищевые склады или использует на расширение и ремонт своего организма.

Другой сложной сахарной постройкой является целлюлоза. Из нее растение строит свой скелет.

Простые сахара растворяются в воде, а построенные из них крахмал и целлюлоза не растворяются. Это очень важно для растения, так как иначе все тело его и скелет растаяли бы от первого дождя.

Разрушить скелет растения и превратить его твердое несладкое тело с помощью гидролиза в сахаристые вещества — вот задача, которую поставили перед собой советские ученые еще в 1931 году. Сейчас эта задача осуществлена в крупном производственном масштабе.

На лесопильных заводах скапливались раньше целые горы опилок, до того захламлявших территорию, что приходилось изобретать специальные мусоросжигательные печи для их уничтожения.

Отходы, от которых не знали, как избавиться, сейчас представляют собой ценное сырье для гидролизной промышленности. На ее заводах уже несколько лет отходы древесины превращаются или в пищевые продукты — древесный сахар, белковые и жировые питательные дрожжи, или в техническое сырье—спирт, глицерин, фурфурол и другие, на которые раньше расходовались картофель и хлеб.

При выработке спирта одна тонна опилок нормальной влажности заменяет тонну картофеля или 300 килограммов зерна и дает 650 килограммов сахара или 370 литров спирта.

Один небольшой лесопильный завод, оборудованный двумя пилорамами, может за год обеспечить опилками производство миллиона литров спирта.

Сотни миллионов тонн растительных отходов — соломы, мякины, шелухи, зерен — остаются ежегодно в сельском хозяйстве. Наши ученые Н. А. Сычев, Н. А. Четвериков и академик А. Е Порай-Кошиц нашли применение и этим отходам. Из одной тонны сухой соломы получают теперь до 150 литров спирта.

Замечательный путь прошла русская химия – наука созданная трудами Ломоносова, Менделеева, Бутлерова, Зинина, Марковникова и многих других выдающихся ученых. Эти люди самоотверженно боролись за создание передовой науки и добились огромных побед.

Источник: Болховитинов В. и др. Рассказы о русском первенстве. Москва: Изд-во ЦК ВЛКСМ «Молодая гвардия», 1950. 424 с. С.89-92.