мической промышленности радиоактивного излучения расходуется на образование в полиэтилене полимерной сетки, после чего полиэтилен можно использовать для изоляции высокочастотных кабелей вместо дорогого тефлона.
Перед второй мировой войной на химическом предприятии в Лейне (Германия) был осуществлен первый фотохимический процесс - сульфохлорирование. Продукты, получающиеся при этом процессе, используют для получения синтетических моющих средств, вспомогательных средств для текстильной промышленности, растворителей для пластмасс. В Японии построена установка для фотохимического производства капролактама.
Блогоприятные перспективы имеет применение фотосинтеза для получения органических соединений с высоким содержанием энергии. Другим путем получить эти соединения очень трудно или даже невозможно.
Отчетливо вырисовывается перспектива применения лазера для инициирования многих химических процессов: диссоциации, синтеза, катализа и управления ими. Когда колебания лазерного луча приводятся в резонанс с частотой колебаний молекул, можно добиться разрыва химических связей и образования химически активных осколков молекул, вступающих в реакции с желаемыми другими веществами.
С помощью плазмы проводят синтез оксида азота - N0, а карбид урана изготавливался в 80-х годах XX столетия в СССР в промышленном масштабе.
В США с 1972 г. в плазме с температурой 11000 °К получают диоксид циркония Z202, причем 99% полученного продукта имеет вид однородных, одинаковых по величине кристаллических зерен, пригодных для производства глазурей и жаропрочного кирпича. При этом продолжительность реакций в высокотемпературной плазме очень мала.
Так, всего за 10 мкс в плазме, имеющей температуру 1800-5300°К, 75-80% метана превращается в ацетилен, поэтому аппаратура очень компактна, например, метановый плазматрон имеет длину 65 см и диаметр 15 см.
Для процессов полимеризации и реакций на поверхностях особо пригодны плазмы с температурой от 400 до 1000°К. В плазме с температурой ниже 400°К в промышленном масштабе проводят азотирование прокатных валов и шариков для шариковых ручек, что приводит к поверхностному упрочению стали.
Высокие и сверхвысокие давления вызывают существенное изменение химической активности соединений. При давлении 102- 103 бар исчезает различие между жидкостью и газом, а при давлении 103 - 105 бар - между твердой фазой и газом.
Высокие давления применяются уже с 1917 г., когда в Лейне-Верке было введено в строй промышленное производство аммиака, осуществляемое при давлении в 300 бар и температуре 600°С. В 1929 г. была создана установка для получения метанола (300 бар и 400°С). Позже были созданы установки для гидрогенизации угля (700 бар) с целью получения разных углеводородов. Полимеризацию этилена проводят при давлении от 1500 до 2500 бар.
Химизация народного хозяйства являлась одним из основных направлений научно-технического прогресса в СССР. Она характеризовалась внедрением методов химической технологии, химического сырья, материалов и изделий из них в материальное производство в целях его интенсификации и роста эффектив
ности и в непроизводительную сферы для улучшения условий и повышения уровня медицинского, культурного и бытового обслуживания населения.
12.4. Проблемы и пути развития химии
Несмотря на впечатляющие успехи, полученные химией, считать ее развитие законченным или беспроблемным нет оснований.
Одной из проблем, требующих своего разрешения, является проблема катализа.
По катализу написаны тысячи трудов, но теории катализа, раскрывающей его суть, до сих пор нет. Поэтому выбор состава катализаторов для определенной реакции является очень сложной проблемой, решаемой пока эмпирическим путем. По этому поводу академик Н.Н.Семенов в 1933 г. высказал и в 1977 г. подтвердил такую мысль:
«Прошло сто лет со времени открытия каталического действия; и вот сейчас ученые так же мало понимают, почему вообще идет катализ, как это было сто лет назад. Не понимая самой сути явления, мы, естественно, не можем дать никаких указаний о рациональном выборе катализатора, и технически не остается ничего другого, как находить нужный катализатор, пробуя тысячи веществ в том порядке, как они стоят на полках химической лаборатории».
Это положение сохранилось поныне.
Были выдвинуты различные теории катализа, которые сами по себе носили более предположительный и постулативный характер. Так, в конце 20-х годов появилась мультиплетная теория катализа, согласно которой важное значение имели формы поверхностей реагирующих молекул и молекул катализатора. В 50-е годы была разработана электронная теория катализа, учитывающая зависимость ката-лических реакций от расположения энергетических зон и локальных уровней электронов, работы выхода электрона и т.п. В 1939 г. было выдвинуто предположение о существовании на поверхностях катализаторов особых активных центров, представляющих собой ребра, углы или различные дислокации (нарушения) кристаллических структур. Но все это мало помогает в направленном выборе катализаторов.
Представляется, что основные трудности в рассматриваемой проблеме, как и во многих других случаях, связаны с тем, что химики не представляют себе механизма катализа, поскольку нет представления о структуре атомов и молекул, нет представления о физической сущности сил межмолекулярных взаимодействий.
Однако существуют и другие проблемы.
Пока еще не найдены закономерности, связанные с изменением химических и физических свойств веществ при высоких давлениях, не разработана термодинамика сверхвысоких давлений. Разработка теории этих процессов переносится в XXI в. То же относится и к магнетохимии, которая не вышла еще на промышленный уровень. До настоящего времени реакции при высокой напряженности поля проводились только с минимальным количеством веществ. Однако специалисты считают возможным использование полученных результатов, например, в гетерогенном катализе.
В самом начале находится теория управления химическими процессами. Мно
