Химические превращения веществ

Химия – удивительная наука, удивительная промышленность. Осуществляя химические превращения веществ можно из камня сделать парус. Этому и в самом деле нельзя не удивляться. Берешь в руки мягкую, гибкую ткань, крутишь, мнешь ее – и вдруг: из камня! Но вот только когда пытаешься разорвать ее, убеждаешься – прочность у нее в самом деле «каменная».

Такую ткань называют стеклянной. Но можно назвать ее и каменной. Ведь стекло-то из песка делают. А песок что такое? Камень, превратившийся в мелкие зернышки. И здесь появляется вопрос, но ведь стекло хрупкое, что может быть у него общего с тканью? Вот здесь чудеса и начинаются.

Стекловолокно

Оказывается, если стекло расплавить и вытянуть из него нити, они, когда застынут, не будут ломкими. Получится волокно, из которого изготавливают ткань. Правда, эти нити должны быть чрезвычайно тонкими – не толще нескольких тысячных долей миллиметра. Чудесная это вещь – стекловолокно

Прочность у него просто необыкновенная. Веревка, скрученная из него, оказывается надежней стального троса. Ткань из стекловолокна никакие кислоты не разъедают. Это свойство используют на химических заводах для изготовления фильтров.

Стеклопластик

Если стекловолокно соединить с пластмассой, получится новый замечательный материал. Он называется – стеклопластик. Стеклопластик очень удобен в работе

Ведь пока не застыла пластмасса, ей можно придавать любую форму. Ну, а когда застынет – молотком не разобьешь. Этот материал находит все большее применение.

Из него изготавливают трубы, кузова автомобилей, корпуса судов и многое-многое другое. И при всех своих достоинствах материал этот очень дешевый. Ведь сырье, из которого его приготовляют, – песок, материал весьма доступный. Но химия и хороша тем, что использует самые недорогие материалы и даже то, что совсем недавно людьми просто выбрасывалось за ненадобностью.

Целлюлоза

Говорят:

Лес рубят – щепки летят.

Это в том смысле, что во всяком деле убытки бывают. А химики берут эти щепки и тоже из них материю делают, какую угодно – шелковую, шерстяную. Тысячелетия удивлялся человек мудрому устройству шелковичного червя. Питается такой червь листьями и каким-то образом перерабатывает их в шелковую нить. Но вот за дело взялись химики и разгадали секрет гусеницы-монополиста. Они узнали, что шелковые нити гусеница делает из целлюлозы.

А целлюлоза – очень распространенное в природе вещество. Из него почти наполовину состоит древесина. Немало пришлось потрудиться ученым, прежде чем они додумались, как из целлюлозы приготовить шелк. Но даже когда узнали, как это делается, прошло еще лет сто, прежде чем заработал первый механический шелкопряд.

Вискоза

Теперь из дерева шелк делают так. Мелко измельченную древесину обрабатывают специальными жидкостями. Эти жидкости растворяют и вымывают из древесины все лишнее и оставляют только целлюлозу. Потом в дело идут другие химические реактивы, и целлюлоза превращается в клейкую студенистую массу.

Масса эта – вискоза. Поэтому и шелк, который в дальнейшем из нее вырабатывают, носит название вискозного. Пропускают студенистую вискозу через тончайшие отверстия и получают волокно, из которого прядут нити и ткут шелковую материю. А если это волокно по-особому приготовить, получится материал, похожий на шерсть. Но вискозный шелк – это еще не самое удивительное, что делают сейчас химики. Гораздо больше поражают наше воображение ткани и пластмассы, изготовленные, можно сказать, из ничего. А они и это умеют.

Синтетические ткани и пластики

Изготавливают их из газа. Но разве это не волшебство – из газа соткать плотную материю? Такие ткани и пластики называются синтетическими. Они состоят из веществ, которых вообще нет в природе. Их изобрели, составили сами химики. Как это сделали?

Все, что нас окружает, состоит из разных веществ. Вещества эти делятся на простые и сложные. И каждое вещество сложено из отдельных молекул. Но можно и дальше разделить вещество, разделить молекулы на атомы.

Простые вещества состоят из одинаковых атомов. Допустим, молекулы меди состоят только из атомов меди. Молекулы кислорода только из атомов кислорода.

Молекулы сложных веществ состоят из разных атомов. Например, молекула воды – это два атома водорода и один атом кислорода. В серной кислоте – и водород, и сера, и кислород.

Сложные вещества, которые встречаются в природе, называются природными соединениями. Они-то и окружают нас буквально со всех сторон. Их мы едим, их используем в качестве материала для работы. Но природные соединения не всегда теперь удовлетворяют нас. Техника требует материалов не только таких, какие приготовила нам природа, но и новых, обладающих особенными свойствами.

И тут-то нас выручает химия. Она перестраивает сложные вещества или создает новые из простейших. Вот эти вещества и носят название синтетических. А сделать это нелегко. Уж очень крепко соединены атомы в молекулах друг за друга. Чтобы разорвать эти цепи, чем только химики на них не воздействуют. Нагревают до нескольких тысяч градусов, давят с силой в сотни атмосфер. И, как правило, ученые побеждают. Недаром говорится:

Терпенье и труд все перетрут.

Ученые заставляют атомы перестроиться или соединиться с атомами других веществ. Вот, например, когда делают полиэтилен – хорошо известную всем прозрачную пленку, бывает достаточно просто расщепить атомы небольшой молекулы газа этилена и заставить их соединиться в длинную, как цепь, новую молекулу.

И газ становится веществом с совершенно другими свойствами. Он становится пластмассой. Перестраивая молекулы этого же газа, получают каучук для покрышек автомашин.

Новое превращение под воздействием химических реакций – и газ становится массой, из которой прядут нити для синтетических тканей.

Сырье для химической промышленности

Более 30 тысяч полезных продуктов дает нам химическая промышленность – чудесная волшебница. Да и как ее иначе назовешь, если она буквально из-под земли добывает сокровища.

Сырье, которым она главным образом питается, – это природные энергоносители – нефть, газ, каменный уголь. Причем зачастую не сама нефть, не сам каменный уголь, а то, что остается от них в результате переработки. Отгонят из нефти бензин, керосин, солярку, смазочные масла – останется газ. Вот он-то химии и нужен. А раньше этот газ просто сжигали. Делают из угля кокс – топливо для металлургии. Остается каменноугольная смола. Ее перерабатывают химики. А если к ним вся нефть на переработку попадает, тут уж чего только из нее не выжмут: и лекарства, и краски, и волокна. Только один большой химический завод заменяет овечье стадо в 18 миллионов голов.

Химия в народном хозяйстве

О химии можно говорить без конца. Химические заводы вырабатывают удобрения для полей. А сколько химия сберегает пищевых продуктов, которые шли раньше на технические нужды.

Например для изготовления искусственного каучука и резины раньше использовали зерно и картофель, так как каучуковых плантаций у нас нет. Теперь каучук изготавливают из нефти. Химия продлевает срок службы машин, облегчает их вес. Химия спасает жизнь людей – изготовляет лекарства. И даже выпускает запасные части к нашему организму.

Искусственные клапаны для сердца, искусственные артерии и суставы, которые применяют хирурги. Даже трудно себе представить, что произойдет, если вдруг химия откажется служить людям. Или если, если она прикажет исчезнуть всему, что порождено ею. Всюду потухнет электричество, так как произойдет короткое замыкание по всей планете.

Ведь химия, точнее, пластмассы, которые она поставляет, изолируют провода. Сломаются станки и машины – многие их детали сделаны из пластмассы. Один за другим выйдут из строя корабли, корпуса их съест ржавчина. Краски и лаки, которые спасают от нее металл, – это тоже продукция химических заводов. Но этого просто не может быть. Не химия командует людьми, а люди химией. Прогресс не стоит на месте. Ученые-химики делают новые открытия, постигая тайны природы, заставляют работать ее на людей.