Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Карбид для зеленой химии

13.06.2014 Наука и жизнь

Химики из Петербурга и Москвы нашли неожиданное новое использование уже практически забытому карбиду кальция.

В чем различие между концепциями энергоэффективности и энергосбережения?  В первом случае вы экономите ресурсы, а во втором —  не выкидываете их «в трубу». Предположим, у вас имеется лампа накаливания, которая прекрасно светит, но потребляет большое количество электричества, и вы включаете свет лишь тогда, в то время, когда это вправду необходимо – в следствии экономите электричество, но и ограничиваете себя в возможности, к примеру, почитать издание «жизнь и Наука» перед сном.

Это энергосберегающий подход. Но вы имеете возможность поставить светодиодную лампу, которая светит кроме этого, но потребляет на порядок меньше энергии. И в этом случае, затратив меньшее количество энергии, вы не ограничите себя в приятных и нужных занятиях. Экономия не обязательно свидетельствует отказ от потребления, возможно всего лишь делать это максимально действенным образом.

Но покинем проблему квитанций за электричество и возвратимся к главной теме – химии.

Карбид кальция.Карбид для зеленой химии Фото: Rasbak/Wikimedia Commons Карбид кальция активно использовался для производства ацетилена, но позже его вытеснили более действенные каталитические способы. В лаборатории проф. В.П. Ананикова открыли новое использование забытого вещества. Фото: AnanikovLab В начале прошлого века карбидные фонари активно использовались для освещения: их устанавливали на поезда, машины а также велосипеды.

Карбидные лампы применяли спелеологи и шахтёры. Фото: Kecko/Flickr Концепция зеленой химии появилась в 90-х годах прошлого века. Родоначальником этого направления, ориентированного на сохранение внешней среды, считается американский химик Пол Анастас (Paul Anastas). Фото: Merck KGaA‹ ›

Несколько десятков лет назад множество химиков озаботился проблемой эффективности химических реакций. И во главу угла ставилась вовсе не цена реактивов. Не секрет, что химия причиняет определенный вред окружающей среде, но и всецело отказаться от химической индустрии мы не можем – кроме того самый ярый эколог не захочет на данный момент жить в условиях каменного века.

Целый вопрос в том, как минимизировать вред от отечественной химической деятельности. Вот так появилась концепция зеленой химии (Green Chemistry). Сущность ее в том, дабы свести к минимуму негативное действие химических процессов на внешнюю среду.

К примеру, вам необходимо из вещества А взять вещество Б. Это возможно сделать напрямую, но затратив наряду с этим 10 литров пускай и недорогого, но ядовитого растворителя, что позже нужно будет как-то утилизировать. А возможно взять необходимое вещество Б в пара стадий, проводя реакции в водной либо второй безвредной среде. В итоге мы взяли необходимый продукт, но фактически не нанесли ущерба природе.

Вот как раз таковой путь предлагает зеленая химия. Дабы быть «зелеными», химикам нужно делать целый ряд условий. К примеру, не применять вредные и ядовитые вещества, не приобретать отходов, не тратить большое количество электричества.

Не всегда вероятно соблюсти все эти условия, но исполнение кроме того части из них может оказать помощь окружающей среде и сделает нашу жизнь немножечко чище.

 

Но это все теория, а что же на практике?  Химики из Главного ВУЗа Санкт-Петербурга и Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН создали несложной и надёжный метод синтеза последовательности особенных органических молекул – тиоэфиров.

Первый вопрос, что может появиться, а чем же так примечательны эти тиоэфиры, что потребовалось изобретать новый метод их синтеза? Возможно, всем известно вещество – эфир, которое раньше использовали для наркоза.

Молекула эфира складывается из двух частей, связанных мостиком из атома кислорода. В случае если кислород заменить на атом серы, то окажется второе вещество — тиоэфир. Оказалось, что тиоэфиры возможно применять для получения полимерных материалов с необыкновенными особенностями – атомы серы в структуре полимера заметно повышают коэффициент преломления.

Такие материалы используют а также при производстве светодиодов, линз из органических материалов и других оптоэлектронных устройств.

Но раз уж тиоэфиры так нужны, то, очень возможно, их раньше также как-то синтезировали? Это правильно, существует много способов синтеза этого класса соединений. Но к цели возможно придти различными дорогами, и не все из них будут одинаково нужны для внешней среды, и надёжны для жизни и здоровья экспериментаторов.

К примеру, один из способов получения виниловых тиоэфиров подразумевает применение огнеопасного газа – ацетилена, а сама реакция протекает при большом давлении. Кроме того, что хранить в лаборатории баллон с горячим газом возможно страшно, такие реакции требуют еще особого оборудования, что делает процесс трудоемким и энергозатратным. Совсем не «зеленая» химия.

Исходя из этого сотрудники лаборатории под управлением доктора наук Валентина Ананикова придумали несложной, элегантный и, основное, надёжный метод синтеза тиоэфиров.    

Те, кто в школьные годы увлекался химией, не забывают, что имеется такое вещество – карбид кальция, с которым весьма интересно делать различные, иногда и страшные, испытания. В случае если карбид кинуть в воду, то из него начинают деятельно выделяться пузырьки газа, что возможно при жажде поджечь. Выделяющийся газ это не что иное, как ацетилен, что раньше применяли для освещения, а также на данный момент кое-какие спелеологи применяют карбидные фонари.

На данный момент ацетилен используется для высокотемпературных горелок – к примеру для ацетиленовой сварки, которой возможно резать и плавить металл. 

У исследователей появилась мысль, а что, в случае если для реакции получения тиоэфиров применять не ацетилен, а карбид кальция. Как выяснилось, мысль сработала, и оказался несложной вариант синтеза практически в одной колбе. Таковой способ применим чтобы получить целое класса тиоэфиров с высоким выходом продукта реакции, и отходами и минимальными затратами энергии. Страно, что таковой метод не был открыт раньше, поскольку, казалось бы, времена несложных ответов в химии и физике уже давно прошли.

Так что в полной мере быть может, что простой и уже фактически забытый карбид кальция может снова отвоевать себе место в современной «зеленой» химии.  

Статья «Efficient Metal-Free Pathway to Vinyl Thioesters with Calcium Carbide as the Acetylene Source» (авторы Konstantin Rodygin and Valentine Ananikov) размещена в издании Green Chemistry, издаваемом Royal Society of Chemistry (Green Chem. 2015, DOI: 10.1039/C5GC01552A)

По данным AnanikovLab.ru и Green Chemistry  

Создатель: Максим Абаев

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

10 г КАРБИДА + ВОДА = ВЕСЕЛЬЕ. ЭКСПЕРИМЕНТ — ВЗРЫВ СЛОУ МО


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , , ,