Crearea de fibra artificiale, oamenii de știință au folosit materiale naturale preparate construite din molecule mai mari: molid sau bumbac celuloză, caseină sau proteine din lapte - mazăre și soia.
De ce să nu învețe cum să se construiască ca molecule mari? Marcați aceleași elemente pornind de la care natura lor construiește carbon, apă, azot, și de a crea o nouă substanță fibroasă de laborator. Preparat din aceste substanțe doparea, împinge prin matriță și se obține o fibră sintetică, așa numita în contrast cu fibre sintetice din molecule, care sunt în mod natural în formă finită.
Și nu este nimic imposibil. Trebuie doar să abandoneze complet imitație de viermi de mătase și oi, și du-te pe calea lor înainte, și tinkering cu natura.
Chimiștii au învățat mult timp pentru a conecta atomii individuali în molecule mici. atomi de carbon, hidrogen și oxigen în număr mare - în scara fabrica - sunt molecule de acetilenă gaz, metan și chiar mii de substanțe diferite.
Dar, în scopul de a crea molecule mari, este necesar să învețe cum să „coase“ molecule mici, într-un infinit de lanturi lungi.
Oamenii de știință au încercat să stăpânească arta de a „cusut“ chimice. Sa dovedit că nu toți compușii organici capabili „capsat“ la lanțul lung.
Dacă atomul de carbon este utilizat pentru toate cele patru cârlige de valență pentru atașarea altor atomi, atunci evident că va avea nimic să se implice toate comunicările sale, sau de valență, cum spun chimisti, saturate: pentru a obține (o moleculă care nu este capabilă să adere la alți compuși molecule. în care carbonul a atârnând legături, sunt numite saturate. Un exemplu este molecula de gaz metan. molecula de metan la atomul de carbon atașat la patru atomi de hidrogen. „cusătură“ din lanțul molecular nu poate fi metan.
Un alt lucru este compușii de carbon, care nu sunt utilizate în sus toate cârlige-valență. De exemplu, într-o moleculă de etilenă conține doi atomi de carbon și patru hidrogen. Fiecare dintre cele două cârlige atomi de carbon se atașează de doi atomi de hidrogen și două valențele rămase se angajează reciproc.
Compușii în care atomii de carbon conectate prin legături duble și triple sunt numite nesaturate. sau nesaturate. Iată câteva legături duble sau triple de atomi de carbon sunt slabe în astfel de molecule. Sub influența factorilor externi, acestea sunt ușor de rupt. La capetele moleculelor au conexiune gratuită la care se pot angaja unul cu celălalt.
La fel ca la stația de cale ferată a vagoanelor individuale de format un tren și o moleculă de compuși nesaturați, cu ajutorul lor de comunicare „liber“ sunt interconectate, formând lanțuri lungi.
Prepararea „trenuri moleculare“ t. E. molecule „“, numit reticulare în chimia de polimerizare. Acest termen este format din două cuvinte grecești - „poli“ - și grupul „Meros“ - partea. molecule mari, compuse din mai multe particule, numite polimeri. și precursori molecule mici - monomeri ( "monos" - unul).
Pentru a face lanțul molecule de monomer, chimiștii trebuie să efectueze două operații. În primul rând, pentru a face capetele de molecule mici, au apărut legături gratuite. Apoi face aceste molecule se unesc.
Interacțiunea dintre moleculele numai în coliziuni poate avea loc (pentru a fuziona două mașini, ele trebuie neapărat să se potrivească reciproc strâns). Și este clar că mai mult moleculele se vor ciocni, reacția chimică va continua mai repede. Prin urmare, pentru a accelera reacția, este necesar fie să se împace molecula, sau pentru a le face se miște mai repede. Adu împreună moleculele pot crește doar presiunea și pentru a accelera mișcarea lor - de căldură.
Pentru a „lega“ lanțul molecular, chimist, ca fierar, se aplică căldură și șocuri - temperatură și presiune. Acest lucru este - asistenți neschimbătoare chimist în lucrarea sa complexă. Creșterea presiunii și, în special, creșterea temperaturii accelerează o reacție chimică.
Urmărind evoluția reacțiilor chimice atunci când este încălzit, oamenii de știință au observat un fenomen ciudat. Când temperatura crește la fiecare zece grade de viteză de reacție chimică crește de două până la trei ori. Dacă creșterea temperaturii timp de încă zece grade, viteza de reacție va crește 2X2 = 4 ori, pe măsură ce temperatura crește la 30 ° - 8 ori, și cu o creștere de 40 de grade - de 16 ori.
Când apa fierbe, în care substanța dizolvată luată pentru reacție, atunci se va schimba rata de conversie de 2 până la 10 ori, t. E. 1024 ori.
Rezultă că crește viteza de reacție mult mai rapid decât creșterea temperaturii. De fapt, când temperatura crește cu 10 ori, viteza de reacție va crește cu mai mult de 500 de ori.
Acest lucru ciudat la prima vedere, un model pentru o lungă perioadă de timp a rămas fără nici o explicație. misterul a fost dezvăluit abia în 1913.
După cum se știe, moleculele de gaze și lichide se deplaseze în mod continuu și viteza lor este mare. La temperatura obișnuită a camerei, moleculele de dioxid de carbon graba, la o viteză de 372 de metri pe secundă. Moleculele de vapori de apă chiar și viteză mai mare - 582 de metri pe secundă, iar rata de molecule de hidrogen - 1,740 metri pe secundă. Dar este viteza lor medie. Oamenii de știință au descoperit că moleculele nu se mișcă cu aceeași viteză. Printre acestea, există unele molecule ultrarapide că rasa ca și în cazul în care substanța nu a fost încălzit la 10-20 de grade, și câteva mii de grade. Pe măsură ce temperatura crește numărul de astfel de molecule este crescut rapid glonț. Reacția nu a venit toate moleculele, dar mai ales „super-rapid“. De aceea, rata unei reacții chimice crește mai repede decât temperatura crește.
Aceste molecule au un moment mare de energie de coliziune (care au crescut, de alimentare cu energie internă), m. E. Este în stare excitată.
Astfel de molecule sunt acele puncte, sau centre în jurul cărora inflames reacția chimică. Acestea au fost numite active. se formează moleculele mai activi, cu atât mai rapid substanța interconectata mai repede „capsate“ molecule mici în lanțuri lungi.
Pat pentru molecula de a intra într-un compus chimic pentru a forma o moleculă a noului compus.
În multe reacții chimice sunt izolate prin energie - căldură; astfel încât energia moleculei excitat nu se usuce, ci dimpotrivă, crește.
Molecule graba cu viteză mai mare, împingând brusc alte molecule, devine în felul ei. Și ei, la rândul lor, devin active. Numărul de centre de reacții chimice fiecare moment devine din ce în ce mai mare. Cantitatea de molecule active crește pe măsură ce avalanșă transportă munte.
oameni de știință restante sovietici -. academician NN Semenov și membru corespondent al Academiei de Științe a URSS Ya B. Zeldovich dezvoltat teoria reacțiilor chimice generate molecule active.
Această teorie pentru prima dată, a făcut posibilă pentru a explica în mod adecvat comportamentul misterios al anumitor substanțe atunci când sunt combinate cu alte substanțe.
„Lanțuri de molecule active se pot ramifica - Academicianul Semenov a scris - o molecula activă, uneori, generează o serie de noi, în același timp.“
Pentru a începe polimerizarea suficientă chiar și o moleculă de monomer intră în starea activă, excitat. Molecula activă rezultată se ciocnește cu alte molecule, non-active și îi leagă. Există un lanț de original, care este treptat obtinerea mai mult timp. O reacție a început la un moment dat, este distribuit pe toată substanța în vrac.
Deci, o moleculă activă poate provoca transformarea într-un lanț imens de mai multe sute si chiar mii de molecule mici.
Partajați-le cu prietenii tăi