История зарождения и становления физической химии. Миттова И.Я - 23 стр.

UptoLike

23
Ðàññìîòðåâ âëèÿíèå òåìïåðàòóðû íà õîä õèìè÷åñêîãî ïðîöåññà,
Âàíò-Ãîôô ïðèøåë ê óðàâíåíèÿì, óñòàíîâèâøèì çàâèñèìîñòü êîí-
ñòàíòû ñêîðîñòè ðåàêöèè îò òåìïåðàòóðû (ïðàâèëî Âàíò-Ãîôôà).
Íà èõ îñíîâå îí îïðåäåëèë õàðàêòåð çàâèñèìîñòè êîíñòàíòû ðàâ-
íîâåñèÿ îò àáñîëþòíîé òåìïåðàòóðû è âåëè÷èíû ýíòàëüïèè õèìè÷åñ-
êîé ðåàêöèè äëÿ ñëó÷àåâ ñìåùåíèÿ ðàâíîâåñèÿ ïðè ïîñòîÿííûõ äàâëå-
íèè èëè îáúåìå (óðàâíåíèÿ èçîáàðû (21à) è èçîõîðû Âàíò-Ãîôôà (21á)).

=


2
ln
.
p
p
K
H
TRT
(21à)

=


2
ln
.
c
V
K
U
TRT
(21á)
Êëàññè÷åñêèé ôóíäàìåíòàëüíûé òðóä Âàíò-Ãîôôà «Î÷åðêè ïî
õèìè÷åñêîé äèíàìèêå» ñòèìóëèðîâàë ïðîâåäåíèå èíòåíñèâíûõ èñ-
ñëåäîâàíèé ïî õèìè÷åñêîé êèíåòèêå è ïî èçó÷åíèþ ñîñòîÿíèÿ
ðàâíîâåñèÿ ó÷åíûìè ðàçëè÷íûõ ñòðàí. Ýòè èññëåäîâàíèÿ ïðèíåñ-
ëè áîãàòûå íàó÷íûå è ïðàêòè÷åñêèå ïëîäû.  äàëüíåéøåì íà îñíîâå
ôóíäàìåíòàëüíûõ çàêîíîâ è ïîëîæåíèé, óñòàíîâëåííûõ Âàíò-Ãîôôîì,
Ñ. Àððåíèóñîì è èõ ñîòðóäíèêàìè, áûëè ðåøåíû âàæíåéøèå ïðîèç-
âîäñòâåííûå ïðîáëåìû, òàêèå, íàïðèìåð êàê ñèíòåç àììèàêà.
×ðåçâû÷àéíî âàæíóþ äëÿ ïðîìûøëåííîñòè ðåàêöèþ:
+
P
22 3
N3H 2NH
(22)
èçó÷àë íåìåöêèé ïðîôåññîð Ôðèö Ãàáåð â ñîòðóäíè÷åñòâå ñ Êàðëîì
Áîøåì.
 19031911 ãã. â ñîòðóäíè÷åñòâå ñ Àëâèíîì Ìèòòàøåì è îñî-
áåííî ñ Êàðëîì Áîøåì ýòà ïðîáëåìà áûëà ðåøåíà. Ñîçäàííûé ïðî-
ìûøëåííûé ñïîñîá ñèíòåçà NH
3
ïîëó÷èë íàçâàíèå «ìåòîä Ãàáåðà
Áîøà». Ïðàêòè÷åñêîå îñóùåñòâëåíèå ñèíòåçà àììèàêà èç ïðîñòûõ
âåùåñòâ âîäîðîäà è àçîòà èìåë äàëåêî èäóùèå ïîñëåäñòâèÿ íå òîëüêî
äëÿ õèìèè, íî ñóùåñòâåííûì îáðàçîì ïîâëèÿë íà ãåîïîëèòè÷åñêóþ
ñèòóàöèþ â Åâðîïå. Ýòèì ñèíòåçîì Ô. Ãàáåð íå òîëüêî ïðåäîñòàâèë
ãåðìàíñêîìó èìïåðèàëèçìó îäíî èç ñàìûõ ñòðàøíûõ ñðåäñòâ äëÿ
âåäåíèÿ Ïåðâîé ìèðîâîé âîéíû, íî è íà÷àë íîâóþ ýðó â õèìè÷åñêîé
ïðîìûøëåííîñòè, ïîñêîëüêó ïîÿâèëñÿ íîâûé ýêîíîìè÷åñêè âûñî-
êîýôôåêòèâíûé ñïîñîá ïîëó÷åíèÿ àììèàêà è àçîòíîé êèñëîòû.
Äàëüíåéøåå ðàçâèòèå õèìè÷åñêîé êèíåòèêè è ó÷åíèÿ î õèìè-
÷åñêîì ðàâíîâåñèè óæå íåïîñðåäñòâåííî ñìûêàåòñÿ ñ óñïåõàìè ôè-
çè÷åñêîé õèìèè íîâåéøåãî âðåìåíè.  òåñíîé ñâÿçè ñ õèìè÷åñêîé
êèíåòèêîé, èçó÷àþùåé òåîðèþ ïðîòåêàíèÿ õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé è
õèìè÷åñêîå ðàâíîâåñèè, íàõîäèòñÿ îäíî èç âàæíåéøèõ íàïðàâëåíèé
ñîâðåìåííîé ôèçè÷åñêîé õèìèè ó÷åíèå î êàòàëèçå.
     Ðàññìîòðåâ âëèÿíèå òåìïåðàòóðû íà õîä õèìè÷åñêîãî ïðîöåññà,
Âàíò-Ãîôô ïðèøåë ê óðàâíåíèÿì, óñòàíîâèâøèì çàâèñèìîñòü êîí-
ñòàíòû ñêîðîñòè ðåàêöèè îò òåìïåðàòóðû (ïðàâèëî Âàíò-Ãîôôà).
Íà èõ îñíîâå îí îïðåäåëèë õàðàêòåð çàâèñèìîñòè êîíñòàíòû ðàâ-
íîâåñèÿ îò àáñîëþòíîé òåìïåðàòóðû è âåëè÷èíû ýíòàëüïèè õèìè÷åñ-
êîé ðåàêöèè äëÿ ñëó÷àåâ ñìåùåíèÿ ðàâíîâåñèÿ ïðè ïîñòîÿííûõ äàâëå-
íèè èëè îáúåìå (óðàâíåíèÿ èçîáàðû (21à) è èçîõîðû Âàíò-Ãîôôà (21á)).

                          ∂ ln K p    ∆H                     (21à)
                                    =     .
                          ∂T  p RT
                                          2



                         ∂ ln Kc   ∆U                    (21á)
                         ∂T  = RT 2 .
                                 V
     Êëàññè÷åñêèé ôóíäàìåíòàëüíûé òðóä Âàíò-Ãîôôà «Î÷åðêè ïî
õèìè÷åñêîé äèíàìèêå» ñòèìóëèðîâàë ïðîâåäåíèå èíòåíñèâíûõ èñ-
ñëåäîâàíèé ïî õèìè÷åñêîé êèíåòèêå è ïî èçó÷åíèþ ñîñòîÿíèÿ
ðàâíîâåñèÿ ó÷åíûìè ðàçëè÷íûõ ñòðàí. Ýòè èññëåäîâàíèÿ ïðèíåñ-
ëè áîãàòûå íàó÷íûå è ïðàêòè÷åñêèå ïëîäû.  äàëüíåéøåì íà îñíîâå
ôóíäàìåíòàëüíûõ çàêîíîâ è ïîëîæåíèé, óñòàíîâëåííûõ Âàíò-Ãîôôîì,
Ñ. Àððåíèóñîì è èõ ñîòðóäíèêàìè, áûëè ðåøåíû âàæíåéøèå ïðîèç-
âîäñòâåííûå ïðîáëåìû, òàêèå, íàïðèìåð êàê ñèíòåç àììèàêà.
     ×ðåçâû÷àéíî âàæíóþ äëÿ ïðîìûøëåííîñòè ðåàêöèþ:
                         N2 + 3H2 P 2NH3                      (22)
èçó÷àë íåìåöêèé ïðîôåññîð Ôðèö Ãàáåð â ñîòðóäíè÷åñòâå ñ Êàðëîì
Áîøåì.
      1903—1911 ãã. â ñîòðóäíè÷åñòâå ñ Àëâèíîì Ìèòòàøåì è îñî-
áåííî ñ Êàðëîì Áîøåì ýòà ïðîáëåìà áûëà ðåøåíà. Ñîçäàííûé ïðî-
ìûøëåííûé ñïîñîá ñèíòåçà NH3 ïîëó÷èë íàçâàíèå «ìåòîä Ãàáåðà—
Áîøà». Ïðàêòè÷åñêîå îñóùåñòâëåíèå ñèíòåçà àììèàêà èç ïðîñòûõ
âåùåñòâ âîäîðîäà è àçîòà èìåë äàëåêî èäóùèå ïîñëåäñòâèÿ íå òîëüêî
äëÿ õèìèè, íî ñóùåñòâåííûì îáðàçîì ïîâëèÿë íà ãåîïîëèòè÷åñêóþ
ñèòóàöèþ â Åâðîïå. Ýòèì ñèíòåçîì Ô. Ãàáåð íå òîëüêî ïðåäîñòàâèë
ãåðìàíñêîìó èìïåðèàëèçìó îäíî èç ñàìûõ ñòðàøíûõ ñðåäñòâ äëÿ
âåäåíèÿ Ïåðâîé ìèðîâîé âîéíû, íî è íà÷àë íîâóþ ýðó â õèìè÷åñêîé
ïðîìûøëåííîñòè, ïîñêîëüêó ïîÿâèëñÿ íîâûé ýêîíîìè÷åñêè âûñî-
êîýôôåêòèâíûé ñïîñîá ïîëó÷åíèÿ àììèàêà è àçîòíîé êèñëîòû.
     Äàëüíåéøåå ðàçâèòèå õèìè÷åñêîé êèíåòèêè è ó÷åíèÿ î õèìè-
÷åñêîì ðàâíîâåñèè óæå íåïîñðåäñòâåííî ñìûêàåòñÿ ñ óñïåõàìè ôè-
çè÷åñêîé õèìèè íîâåéøåãî âðåìåíè.  òåñíîé ñâÿçè ñ õèìè÷åñêîé
êèíåòèêîé, èçó÷àþùåé òåîðèþ ïðîòåêàíèÿ õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé è
õèìè÷åñêîå ðàâíîâåñèè, íàõîäèòñÿ îäíî èç âàæíåéøèõ íàïðàâëåíèé
ñîâðåìåííîé ôèçè÷åñêîé õèìèè — ó÷åíèå î êàòàëèçå.

                                                                 23