О химических процессах и электрических разрядах

о химических процессахСтатья Д. Гоффмана и В. Брауна увлекательно рассказывает о последних ус­пехах американских исследователей по использова­нию в химии коронного разряда. Авторы ее правы, подчеркивая актуальность этих работ.

Но так как одна группа электроразрядных реак­ций рассматривается в отрыве от реакций в других формах разряда и не учитываются работы совет­ских ученых, у читателей журнала может сложить­ся неправильная перспектива. Начнем с второсте­пенного, казалось бы, вопроса — терминологии. Ав­торы статьи рассматривают действие коронного раз­ряда как одну из форм катализа. Безусловно, неко­торое внешнее сходство между катализом и хими­ческим действием «холодных» форм разряда и из­лучений действительно существует. Но такое расширение понятия катализа все же неудачно и не­желательно. Катализом называют влияние на харак­тер и скорость химических процессов веществ, не расходующихся при этих процессах. Коронный же разряд — не вещество, а определенный процесс. И он поставляет в первую очередь не катализато­ры, а активные реагенты — радикалы, ионы и т. д. Катализаторы не изменяют энергетического балан­са химического процесса; наоборот, энергия элек­трического разряда любого типа расходуется при осуществлении химических реакций. Особенно на­глядно это проявляется при проведении в разряде реакций, идущих с поглощением энергии. Кстати, к этой категории относится большая часть реакций, рассматриваемых американскими авторами (получе­ние озона, гидразина из аммиака, перекиси водоро­да, крекинг). Здесь мы встречаемся с принципиаль­ным вопросом, разбиравшимся нами еще около 50-ти лет назад — в предисловии к второму тому сборников работ советских ученых по проблемам кинетики и катализа — о химических реакциях в электрических разрядах.

Коронный разряд — одна из наиболее экономич­ных форм разряда. Но затрата энергии, требующей­ся для проведения химических реакций в электри­ческом разряде любого типа, пока больше и на­много дороже затрат этой же энергии в виде тепла. Поэтому для крупнотоннажных реакций, идущих со значительным поглощением энергии, стараются из­бегать радиационно-химических и электроразряд­ных реакций. Иное дело — такие реакции, как окисление органических веществ, полимеризация и т. п., идущие с выделением тепла. В них разряд только инициирует, ускоряет реакцию; его действие (внешне) похоже на катализ и затраты энергии не играют существенной роли даже при крупнотоннаж­ном производстве. Это же верно при малотоннажном производстве дорогих продуктов; а для веществ, которые не удается получать без затрат «благород­ных форм» энергии, применимо при любом масшта­бе.

В работах советских исследователей еще в три­дцатых годах были предложены оригинальные ме­тоды проведения электроразрядных реакций для связывания атмосферного азота, полимеризации, облагораживания смазочных масел и т. д. В частно­сти, серьезные успехи были достигнуты в получении ацетилена для химических синтезов и сварки. Вме­сто традиционного карбидного метода были пред­ложены конденсированные импульсные и прерыви­стые дуговые разряды. У нас в стране велись углублен­ные работы по механизму и теории химических реакций в различных формах электрического разря­да — высокочастотных безэлектродных, в тлеющих и факельных электроразрядах и т. д.

Электроразрядный ацетилен уже сейчас в неко­торых районах энергетически выгоден — там, где созданы большие энергетические ресурсы. Работы по химическим реакциям в электрических раз­рядах, часто объединяемым более общим термином «плазменная химия», интенсивно ведутся у нас и в послевоенное время, в тесной связи с радиацион­ными исследованиями.

Не хотелось бы, чтобы приведенные критические замечания уменьшили интерес к электроразрядной плазменной химии и к коронным разрядам в частно­сти, Ведь и сейчас, несмотря на напряженность энергетического баланса, ряд электроразрядных процессов экономически выгоден. Напряженность баланса — явление преходящее, и недалеко время, когда, благодаря ведущемуся строительству новых энергетических гигантов и использованию многочис­ленных новых источников энергии, величина энерге­тических затрат в крупнотоннажных химических про­изводствах перестанет играть решающую роль То­гда достоинства электроразрядных методов будут использоваться в полной мере.

С. З. Рогинский

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>