ШЛЯХИ РОЗВИТКУ СУЧАСНОГО ОРГАНІЧНОГО СИНТЕЗУ ЩО МОЖНА ОТРИМАТИ З ВУГІЛЛЯ
Кількість продуктів сучасного органічного синтезу обчислюється багатьма мільйонами тонн. Тому, як правило, промисловий синтез користується дешевою сировиною, яку можна мати у необмеженій кількості.
Для органічного синтезу необхідний насамперед вуглець. Природа щедро забезпечила хіміків цією сировиною: звичайне кам'яне вугілля — це майже чистий вуглець.
План видобутку вугілля нашій країні на 1953 рік становить 320 мільйонів тонн. Реалізація рішень XIX з'їзду партії у галузі видобутку вугілля поставить вугільну промисловість СРСР перше місце світі.
Окрім вугілля, для органічного синтезу потрібна вода. Щоправда, необхідні й інші цінніші хімічні продукти — кислоти, луги тощо. буд. Але кожен із цих продуктів потрібно у незрівнянно менших кількостях.
Що можна отримати з вугілля?
При нагріванні без доступу повітря з вугілля виділяються газоподібні речовини та кам'яновугільний дьоготь. У залишку ми отримуємо кокс – практично чистий вуглець. Кокс йде на потреби металургії. З коксу тепер отримують велику кількість синтетичних органічних речовин.
При взаємодії нагрітого коксу з водою утворюється головним чином суміш двох газів - водню та окису вуглецю (чадного газу). Ці гази знаходять різноманітне промислове застосування як суміші, і порізно. Поділ їх легко здійснюють шляхом глибокого охолодження до температури мінус 190 °; окис вуглецю перетворюється при цьому на * рідину, а водень залишається у вигляді газу.
З водню і окису вуглецю під тиском, при високій температурі, отримують рідкий продукт, за своїм складом подібний з бензином і гасом, - сін - т і н. Синтін цілком придатний для використання його як моторне паливо.
Якщо синтінобробити сумішшю хлору і сірчистого газу, а потім лугом, можна отримати високоякісні мила, звані мерзолями. Такі мила мають цінну особливість. Коли ми миємо щось звичайним милом у так званій «жорсткій» воді (водопровідній, колодязній), то частина мила витрачається на те, щоб «пом'якшити» воду, зв'язати солі кальцію, що є в п'яти, інших металів. Ця частина мила витрачається таким чином без користі. Мерзолі не бояться «жорсткої» води. За це їх часто називають надмилами. Суміш водню та окису вуглецю використовується у великих
Розчини - Формаль-телі дегід Мал. 1. Ці продукти одержують з кам'яного вугілля*
Кількість для отримання метилового спирту. Цей спирт називається також деревним, тому що раніше він видобувався шляхом сухої перегонки дерева. Для отримання метилового спирту суміш окису вуглецю та водню нагрівають до 350-400° під тиском 200 атмосфер у присутності окису хрому та окису цинку.
Метиловий спирт знаходить різноманітне застосування. Особливо багато метилового спирту йде на приготування формальдегіду. В даний час формальдегід одержують дією кисню повітря на метиловий спирт. Сам формальдегід у величезній кількості йде на приготування пластичних мас. Метиловий спирт знаходить інше застосування: він використовується для синтезу розчинників, як пальне і т.п.
Нещодавно знайдено спосіб одержання оцтової кислоти з метилового спирту. Для цього метиловий спирт нагрівають із окисом вуглецю під великим тиском.
Окис вуглецю - найцінніша органічна сировина. З неї, наприклад, отримують мурашину кислоту (мурашина кислота була виявлена вперше в мурах, звідки і отримала таку назву; між іншим, пекуче відчуття віддотику кропиви до тіла людини обумовлено наявністю в кропиві мурашиної кислоти, що під шкіру людини). Ця кислота знаходить різноманітне застосування. 1,25-відсотковий розчин мурашиної кислоти, так званий «мурашиний спирт», застосовується в медицині як проти ревматизму. Мурашина кислота служить як допоміжна протрава при фарбуванні вовни і як консервуючий засіб для фруктових соків.
У промисловості мурашину кислоту одержують тепер нагріванням окису вуглецю з їдким натром при 150 градусів під невеликим тиском.
Якщо суміш коксу і вапняку (крейди) нагріти в електричній печі до 3000 градусів, то утворюється карбід кальцію. При дії на карбід кальцію води виходить газ ацетилен, добре відомий для автогенного зварювання. Чистий ацетилен позбавлений запаху. Характерний запах цього газу при зварювальних роботах обумовлений сторонніми домішками.
З ацетилену одержують велику кількість цінних речовин. Одне з них – оцтова кислота.
Без оцтової кислоти неспроможна обходитися сучасна хімічна промисловість. Оцтова кислота необхідна у виробництві пластичних мас та барвників, штучного шовку та органічних розчинників, запашних речовин, каучуку та вибухових речовин. Крім того, вона вже давно застосовується в текстильній та консервній промисловості, у кондитерській справі і т. д. До XV століття, коли попит на неї був невеликим, оцтова кислота готувалась кустарним способом шляхом скисання вина. Коли потреба у ній зросла, оцтову кислоту почали одержувати шляхом сухої перегонки дерева. Цей метод довгий час був основним. Однак все зростаюча потреба в оцтовій кислоті поставила питання отримання оцтової кислоти з іншого сировини. У 1881 роціукраїнський хімік М. Г. Кучеров виявив, що ацетилен у присутності солей ртуті взаємодіє з водою, утворюючи оцтовий альдегід. Останній легко може бути переведений в оцтову кислоту. Для цього його потрібно тільки окислити, тобто з'єднати з киснем.
Новий спосіб отримання оцтової кислоти поступово витісняє старий. Однак він має один істотний недолік: потреба у великій кількості електроенергії. На отримання однієї тонни оцтової кислоти з ацетилену витрачається понад 8500 кіловат-годин електроенергії. Новий спосіб отримання оцтової кислоти є вигідним там, де є дешева електроенергія.
Хіміки прагнуть знайти й інші способи синтезу оцтової кислоти без використання карбіду кальцію. Дуже важливим є спосіб отримання оцтової кислоти з метилового спирту та окису вуглецю. Один із сучасних способів промислового отримання оцтової кислоти полягає також в окисленні етилового спирту.
Неможливо тут докладно розповісти про різноманітне застосування ацетилену в органічному синтезі. Ацетилен відіграє важливу роль у приготуванні пластичних мас та розчинників, штучного каучуку та лікарських препаратів. Існує ціла галузь науки – хімія ацетилену. Визначна роль
У її розробці належить найбільшому радянському хіміку – академіку Олексію Євграфовичу Фаворському.
Цікаво, що довгий час чудові дослідження Фаворського здавалися суто теоретичними, оскільки ацетилен тоді виходив важким дорогим шляхом. Але як тільки було відкрито дешевий спосіб отримання ацетилену з карбіду кальцію, ці роботи відразу набули величезного практичного значення. Після смерті Фаворського дослідження в галузі ацетилену успішно продовжуються І. Н. Назаровим, М. Ф. Шостаковським табагатьма іншими радянськими хіміками-органіками.