Посмотрите на таблицу Менделеева

Инж. Д. ГАМБУРГ

Химия в нашем Союзе вступила в эпоху, когда сбываются мечты лучших представителей человечества, в тот золотой век, о котором мечтали величайшие химики всех времен и народов. Грезы алхимиков о едином источнике происхождения всех элементов земли и космоса, о чудесных превращениях малоценных веществ в полезные, высокоценные продукты, о существовании эликсира жизни, молодости и здоровья — все эти золотые сны тружеников науки превращаются в реальность наших дней, в правду освобожденного и творческого труда.

Гениальные творцы химии — Ломоносов, Лавуазье, Дэви, Менделеев, Шорлеммер, М. Бертло, Габер, Либих — могли только мечтать о том времени, когда их изумительные открытия дадут миру ценнейшие вещества и будут служить ему на благо, способствуя покорению сил природы человеком.

Но капиталистический мир предпочитает обращать созидающие силы химии в силы разрушающие. Гениальные открытия химиков в области взрывчатых веществ, облегчающих тяжелый труд человека, взрывающих горы для добычи скрытых там минералов, прорывающих тоннели и каналы, капитализм обратил в орудие истребления людей. Величайшее открытие Габера — получение аммиака из водорода и азота — открытие, которое может дать человечеству миллионы тонн азотных удобрений, увеличивающих плодородие земли, капитализм обращает в орудие разрушения. Фосфор, необходимый для повышения плодородия полей, капитализм превращает в зажигательные снаряды, пожирающие своим огнем мирные селения и города. Открытия химиков в области ядовитых веществ, которые необходимы во многих отраслях промышленности и являются прекрасным средством для уничтожения вредителей сельского хозяйства, капитализм обратил в средство массового отравления людей. Трудно найти такое крупное химическое открытие, которое капитализм не приспособил бы для целей войны и разрушения.

Каждая клетка менделеевской таблицы элементов — это целая эпопея наших завоеваний в области химии, это богатства нашей страны, которые мы превращаем в тысячи ценнейших продуктов.

Гелием мы наполняем дирижабли и стратостаты. Водород служит для получения спиртов, твердых жиров, искусственного жидкого топлива. Неон — для целей осветительной техники и телевидения.

Далее идет литий, служащий для получения специальных сплавов и стекол. Из сплавов бериллия с другими металлами изготовляют ответственные детали самолетов. Окись бериллия входит в состав таких драгоценных камней, как аквамарин, смарагд и др. Бор широко применяется в технике и медицине в виде самых различных солей и борной кислоты. Борная кислота применяется для производства эмалей, глазури, в красильном и кожевенном деле и т. д.

А вот углерод, — он является составной частью колоссального количества самых различных веществ, начиная от сложных красок и ядов и кончая каучуком, пластическими массами и взрывчатыми веществами.

Азот входит основной составной частью в большое количество различных удобрений. Он входит в состав азотной кислоты, широко применяемой в химии для получения взрывчатых веществ и самых различных химикалий.

Кислород, который необходим нам для дыхания, имеет и широкое применение в автогенной сварке и резке металлов, в производстве специальных взрывчатых веществ — оксиликвитов, — в металлургии, в химической промышленности.

Чрезвычайно широкое распространение имеет фтор в виде своей соли — криолита, необходимой при производстве алюминия, и в виде плавиковой кислоты, идущей для травления стекла.

Соли натрия имеют колоссальное распространение. Достаточно указать для этого хотя бы на обычную поваренную соль и соду, которые расходуются ежедневно в десятках тысяч тонн. Также в больших количествах употребляются каустик, сульфат натрия и множество других продуктов натрия, имеющих широкое применение в стекольном производстве, текстильном деле, быту и т. д.

Металл магний применяется для изготовления такого легчайшего сплава, как электрон, для изготовления цементов, огнеупорных изделий и кирпичей, в медицине и т. д.

Металлический алюминий и его сплавы, нашли себе широчайшее применение в авиации, в машиностроении, в металлургии, в быту.

Кремний необходим для получения специальных кислотоупорных сплавов в химической промышленности, для получения стекла, цемента, кирпича; он является основой всей силикатной промышленности.

Фосфор получил широкое распространение в спичечной промышленности; он также необходим для получения зажигательных снарядов. Наибольшее количество фосфора применяется в виде самых различных фосфорных удобрений.

Серная кислота, без которой невозможно развитие химической промышленности, химические средства борьбы с вредителями сельского хозяйства, сероуглерод, необходимый в производстве искусственного волокна, специальные соли, применяемые в текстильном деле, — все это соединения серы с различными веществами.

Разверните таблицу Менделеева дальше, и вы увидите другие элементы, из которых наша химия получает бесконечно разнообразные продукты, необходимые для социалистического производства.

Но мы знаем и другую химию, светлую и радостную, как наша жизнь, — химию созидающую. Посмотрите на окружающую вас действительность! На самолеты, сделанные из чудесных, легких, как дерево, и прочных, как сталь, сплавов, полученных на химических заводах. Они летают высоко и далеко благодаря энергии, получаемой при сгорании бензина, добытого на наших нефтеперегонных химических заводах. Посмотрите на дирижабли и стратостаты, которые поднимаются в воздушную высь при помощи водорода и гелия, полученных нашими химиками. Посмотрите на водолазов, спускающихся в глубины моря. Они одеты в скафандры, сделанные из резины, которую изготовили на химических заводах. Толстые стекла их металлических шлемов, выдерживающие огромное давление воды, изготовлены на химических заводах. Посмотрите на цветущие колхозные нивы, хлопковые и свекловичные поля, виноградники. Разве они не обязаны своим плодородием химическим удобрениям и химическим средствам борьбы с вредителями! Вот замечательные шелковые ткани, каучук для автомобильных шин и калош, кинолента, изолятор для линии высоковольтной передачи — все это изделия наших химических фабрик. Обратите внимание на хрусталь ваз, на изумительную чистоту стекол сложнейших оптических инструментов, на красоту зеркал и фарфоровых украшений. Все это достижения химии. Посмотрите, как красиво окрашены ткани и выделана кожа, как приятны ароматы духов, как исключительно прочны бетонные сооружения, как живительна сила лекарств. Все это продукты созидающей химии.

Химия проникает во все уголки человеческой жизни. И всюду, где человек сталкивается с химией, он сталкивается с веществом и его превращениями.

Химические элементы — это основа всех веществ, существующих в природе. В XIII столетии было известно всего лишь 10 элементов, через четыреста лет — 29 элементов. А сейчас нам известны 92 элемента, мы знаем законы превращения вещества, мы овладеваем веществом. И если в начале XIX столетия количество всех известных и изученных химических соединений исчислялось только сотнями, то сейчас оно исчисляется сотнями тысяч.

Овладение веществом означает не только знание его свойств и умение добывать это вещество в лаборатории. Для завоевания вещества в технических масштабах нужно иметь совершенную химическую технологию, точно разработанные химические методы, применимые в промышленности. Нужно мощное машиностроение, которое позволяло бы осуществлять эти методы в совершенных аппаратах. Нужна развитая энергетика, которая давала бы электричество для приведения в действие гигантских машин и для осуществления самих реакций. Все это у нас есть. Современная советская химия выступает на овладение веществом во всеоружии новейшей техники и технологических методов.

При всякой химической реакции нам важно получить наибольшее количество продукта в единицу времени. Этому содействуют повышенное давление, во многих случаях высокая температура и применение специальных веществ, называемых катализаторами.

Катализатором является вещество, которое само в реакции не участвует, но ускоряет (или замедляет) ее. Если, например, при каком-нибудь химическом процессе получается несколько продуктов, то подбором соответствующего катализатора можно получить именно тот продукт, который нам необходим. Таким образом, овладев каталитическими методами работы, мы можем руководить химическими реакциями, руководить превращением вещества.

Применение каталитических методов и высоких давлений позволило нам осуществить в широчайших промышленных масштабах такие важнейшие производства, как синтез аммиака, спиртов, получение синтетического каучука, азотной кислоты и других ценнейших продуктов. Особенно широкое применение получил катализ при химическом синтезе — так называется процесс получения какого-либо вещества из двух или нескольких веществ, участвующих в реакции.

Следующее мощное оружие, которое применяет современная химия в ее борьбе за овладение веществом, — это электричество.

Мы применяем в широчайших масштабах метод электролиза, при котором происходит превращение электрической энергии в химическую. В специальных аппаратах-ваннах через раствор какого-либо химического соединения пропускается электрический ток. При этом соединение разлагается на составные части. Таким способом химическая промышленность получает в гигантских количествах хлор, водород, едкие щелочи и множество других важных продуктов. Методом электролиза мы пользуемся и при защитном покрытии металлов. Так осуществляется свинцевание, лужение, хромирование, цинкование. Экономия дорогих металлов, прочность, быстрота — все это делает метод электролиза незаменимым в современной промышленности. Этим же методом пользуются при очистке металлов от примесей и загрязнений.

Если при электролизе мы превращаем электрическую энергию в энергию химическую, то электротермические методы позволяют нам превращать электрическую энергию в тепловую. Во многих химических производствах необходимо поддерживать высокие температуры, иногда до 4 тыс. градусов. При этом крайне необходимо уберечь вещества, участвующие в реакции, от загрязнений и воздействия топочных газов. Это стало возможным с применением в промышленности электропечей. Пользуясь методом электротермии, мы получаем такие важнейшие вещества, как специальные стали, карборунд, карбид кальция, фосфор и много других.

Современная химия применяет и комбинированный способ электротермии с электролизом. Это так называемый электролиз расплавленных сред. При этом способе химическое соединение подвергается сначала воздействию высокой температуры электротермическим путем, а затем уже полученная расплавленная среда подвергается электролизу. Этот метод имеет исключительное значение в технике, так как служит для получения легких металлов. Таким путем получаются алюминий, магний, литий, кальций, бериллий, натрий. Чтобы осуществить эти процессы, нужны мощные источники электрической энергии, которые имеются лишь странах с высокоразвитой энергетикой, крупнейшие в мире гидро- и теплоэлектроцентрали дают свою энергию для нужд химии и, в частности, для нужд электрохимических производств. Достаточно указать, что такие гидроэлектрические станции, как наш Днепрогэс, как Волховская и Чирчикская станции, отдают главную часть своей энергии для нужд электрохимических производств. Все эти производства стали возможны в нашей стране в результате ленинского плана электрификации, в результате сталинских пятилеток.

Наша химия пользуется теперь и тончайшими физико-химическими методами, которые дали нам возможность отвоевать у природы и использовать еще целый ряд ценнейших веществ. Сюда в первую очередь относятся методы работы с веществами, исключительно тонко раздробленными, величина частиц которых не превышает миллионной доли сантиметра. Такие вещества называются коллоидными системами. Изучение этих систем дало нам возможность получать такие продукты, как искусственный шелк, пластические массы, фотопленки и другие тончайшие продукты химической технологии.

Одним из важнейших методов современной химической техники является, несомненно, метод флотации руд, который позволяет отделять руду или уголь от пустой породы. Этим методом отделяются от пустой породы быстро и в огромных количествах ценнейшие металлы: медь, свинец, цинк, молибден, олово, никель, золото, мышьяк. Точно так же можно отделить от породы такие ценные вещества, как апатит, из которого получают фосфор, пирит, из которого получают серную кислоту, и много других веществ.

Советская химия в совершенстве овладела всеми новейшими методами превращения веществ. В Советском Союзе построена за 20 лет такая химическая промышленность, которая догнала, а частью и перегнала химическую промышленность большинства капиталистических стран.

*

Посмотрите на таблицу химических элементов Д. И. Менделеева. В ней 92 элемента. Уже восемьдесят из них мы добываем в нашей стране. Вооруженные наиболее совершенными методами новейшей технологии, советские химики извлекают эти элементы из воздуха, морей и недр земли, подвергают их промышленной переработке и внедряют их в нашу жизнь, в производство, в быт.

Обратите внимание на крайний столбец слева в таблице Менделеева. Это нулевая группа. В нее включены так называемые инертные, или благородные, газы. Такое название эти газы получили благодаря тому, что они не соединяются ни с какими другими элементами.

В царской России эти газы получать не умели. Только в нескольких лабораториях имелись образцы инертных газов, количество которых измерялось кубическими сантиметрами. Они были привезены в качестве редкости из-за границы. А теперь мы добываем их тысячами кубических метров на крупных заводских установках.

Инертные газы имеют очень широкое применение в технике. Осветительная техника, телевидение, использующее неон, долговечные и экономические электрические лампы, наполненные аргоном или, еще лучше, криптоноксеноновой смесью, дирижабли и стратостаты, наполненные негорючим гелием, который в 72 раза легче воздуха, цветная металлургия, термическая обработка шлифованных металлических деталей — вот далеко не полный перечень их применения.

Получение инертных газов сопряжено с большими трудностями. Они содержатся в ничтожнейших количествах в воздухе. Например, содержание ксенона в воздухе равно 0,000009% по объему. Недаром гениальный французский изобретатель Ж. Клод, говоря о значении криптона и ксенона, заметил, что применение этих газов сулило бы большие блага, «если бы ничтожнейшее содержание их в воздухе не отнимало навсегда надежду получать их когда-либо в достаточном количестве».

Насколько сложно производство инертных газов, говорит хотя бы тот факт, что для получения 1 куб. м криптоноксеноновой смеси завод должен переработать больше 2,5 млн. куб. м воздуха. Для этого применяются новейшие методы получения глубокого холода, и высоких давлений, которых не знала царская Россия.

Атмосферный воздух подвергается сжатию в мощных компрессорах до 200 атмосфер, а затем подвергается резкому расширению в специальных аппаратах, при этом он сильно охлаждается — до температуры минус 194,4°. При такой температуре воздух превращается в жидкость. Благодаря тому, что составные части воздуха кипят при различной температуре, мы и можем их улавливать в разных частях аппарата. Смесь инертных газов, улавливаемая отдельно, разделяется дальнейшей сложной обработкой на составные части: аргон, гелий и криптоноксеноновую смесь.

Получение низких температур, особенно в больших масштабах, требует необычайно точно сделанной и сложной аппаратуры. Мы теперь сами делаем в СССР такую аппаратуру. И это наша величайшая победа. Мы можем превращать в жидкость не только воздух, но и водород, который сжижается при температуре минус —252,7°. Еще большей технической трудностью является сжижение гелия. Для этого нужно достигнуть температуры минус 268,83°. Но и эта крепость нами взята. Во всем мире имеются всего лишь 5—6 лабораторий по сжижению гелия. Две из них находятся у нас в СССР — в Харькове и в Москве (в институте Капица). Лаборатории эти построены собственными силами, и работа в них ведется на основе оригинальных методов.

*

Сразу же за нулевой группой в таблице Менделеева в нескольких рядах расположены замечательные по своей легкости и свойствам элементы: литий, натрий, калий, бериллий, магний, кальций, алюминий. Все это металлы, уже нашедшие широчайшее применение в промышленности. Возьмем один из них, наиболее знакомый нам по повседневной практике и наиболее широко распространенный, — алюминий.

Алюминий — один из самых «молодых» металлов. Он стал известен людям лишь совсем недавно. Алюминия в земной коре находится 7,8%, т. е. почти в два раза больше, чем железа. Однако лишь в условиях новейшей техники и энергетики стало возможно производство алюминия в крупных масштабах.

Алюминий можно назвать «металлом социализма». Ни в одной стране мира его производство и применение не получили такого гигантского размаха, как в Советском Союзе. В старой, царской России алюминия совершенно не добывали, а привозили исключительно из-за границы. А между тем ряд крупнейших русских химиков — Путин, Федотьев и др. — изучали вопросы, связанные с получением алюминия, и в мировую науку об этом металле внесли крупный вклад. Профессор Путин, получивший впервые алюминий в своей лаборатории, просил у царского правительства 5 тыс. рублей для продолжения работ, но в них ему отказали. Да и не могло царское правительство в отсталой России получать этот металл.

После революции в нашей стране были найдены громаднейшие, неисчерпаемые источники алюминиевого сырья, были разработаны методы его переработки и построены первые заводы. Волховская электрическая станция, детище ленинского плана электрификации, начала давать в 1932 г. свой ток построенному тут же первому комбинату советского алюминия. Днепровская гидроэлектростанция, этот изумительный гигант первой сталинской пятилетки, дает ток Днепропетровскому алюминиевому комбинату, который является одним из самых мощных в мире.

Стремившиеся задержать развитие нашей химии вредители пытались утверждать, что в Советском Союзе нет сырья для производства алюминия, кроме небольших залежей тихвинских бокситов. Но все их «теории» были разбиты. Сейчас в нашей стране найдены десятки залежей прекрасных алюминиевых руд и разработаны советские способы получения из них алюминия. На одном Кольском полуострове таятся запасы алюминиевых руд, которых хватит для выплавки 40 млн. т металлического алюминия. Помимо этого, мы имеем неисчерпаемые запасы руд на Урале, на Кавказе и в других районах. За одну пятилетку мы догнали и перегнали капиталистические страны по производству этого изумительного металла.

Основное ценнейшее качество алюминия — это его удивительная легкость: он всего в 2,7 раза тяжелее воды и в 3 раза легче железа. Хорошая электропроводность алюминия делает его исключительно важным материалом для электропромышленности. Алюминий обладает исключительной стойкостью против разъедающего действия различных веществ. Это делает его незаменимым во многих отраслях химической промышленности. Наряду с этим сплавы алюминия с другими металлами отличаются очень высокой прочностью. Например, сплав дюралюминий по прочности не уступает стали, а между тем он в 3 раза легче ее. Насчитывается свыше 250 различных алюминиевых сплавов, обладающих самыми разнообразными свойствами.

Авиационная промышленность, дирижаблестроение, строительство кораблей и подводных лодок, автомобильная и железнодорожная промышленность, электротехника, производство химической аппаратуры, машиностроение, производство предметов домашнего обихода — ни одна из этих отраслей немыслима теперь без применения алюминия.

Исключительно важно применение алюминия в металлургии, в так называемых процессах алюминотермии. Именно таким методом получают важнейшие для качественной металлургии металлы — молибден, ванадий, хром, вольфрам. Для этого руду, какого-либо из этих металлов помещают в тигель, куда насыпается алюминиевый порошок. В тигле эта смесь зажигается, и алюминий отнимает кислород от окисла металла, превращаясь в окись алюминия. А в тигле мы получаем чистый металл. Исключительно важна алюминотермия для сваривания рельсов, трубопроводов, наращивания гребных винтов без снятия их с корпуса судна и т. п.

Получение алюминия требует высокой химической техники и мощной энерговооруженности. Уже давно химики знали, что получать алюминий с помощью постоянного электрического тока наиболее просто и рационально. Но в их распоряжении не было достаточно мощных источников постоянного тока. Поэтому они были вынуждены искать чисто химические способы получения алюминия, которые в данном случае менее выгодны. Но сейчас алюминиевая промышленность получила в свое распоряжение мощные источники постоянного тока.

Помимо этого, особенно важным является химическая подготовка сырых материалов для дальнейшей электрохимической обработки их, так как при изготовлении алюминия требуются исключительно чистые исходные материалы: глинозем (оксид алюминия). Получение чистого оксида алюминия представляет собой очень большую трудность ввиду весьма близких химических свойств основной алюминиевой руды — глинозема — и ее примесей (окиси железа и кремния). Главнейшими из этих химических операций являются, например, спекание с содой всего сырого материала при температуре до 1000°, обработка известью под давлением, прокалка глинозема при температуре до 1400°. Чтобы представить себе мощь той техники, в условиях которой проходят эти операции, достаточно указать, что прокалка глинозема производится в мощных вращающихся печах длиной 60 м и диаметром 2—3 м.

Советские химики в многочисленных институтах и на заводах разрабатывают дальнейшие проблемы, связанные с получением алюминия из малоценных руд и добычей других металлов — магния, лития, кальция, обладающих рядом изумительных свойств. Получение их также связано с электротермией и методами тонкой химической технологии.

*

Посмотрите теперь на среднюю, четвертую группу элементов в таблице Менделеева. Здесь под номером 6 стоит углерод. Это один из важнейших элементов, он проникает во все уголки человеческой деятельности. В соединении с другими элементами он дает жизнь сотням тысяч химических соединений, одно перечисление которых заняло бы большие тома. Изучение бесчисленных соединений углерода привело к созданию огромной отрасли общей химии — химии органической.

Старая, царская Россия варварски жгла уголь и лес, уничтожая в топках или выбрасывая в воздух замечательные и чрезвычайно ценные химические продукты, основой которых является углерод. В старой России ценнейшие научные открытия великой плеяды русских ученых-органиков — Зинина, Бутлерова, Марковникова, Кучерова и др. — использовались за границей для развития западноевропейской и американской химической промышленности. В Россию из-за границы ввозились только ценнейшие химические продукты, полученные на основе открытий и исследований русских химиков.

Но канули в вечность отсталость и немощь старой русской химической промышленности. Товарищ СТАЛИН в своем докладе об итогах первой пятилетки говорил: «У нас не было серьезной и современной химической промышленности. У нас она есть теперь». Эти слова особенно ярко и внушительно иллюстрируются нашими достижениями в области химии углерода — органической химии.

Синтез каучука, искусственное волокно, пластмассы, синтез спиртов, уксусной кислоты, сложнейшие искусственные красители, новая фармацевтическая промышленность — вот где особенно сильно сказались победы советской органической химии, располагающей сейчас крупнейшими в мире предприятиями-гигантами, которые построили в нашей стране советские инженеры, техники и рабочие.

Углерод и его соединения занимают в нашей жизни исключительное место. В соединении с водородом, кислородом, азотом и другими элементами углерод дает самые замечательные вещества. И все это мы получаем теперь у нас, на советских заводах, своими, советскими способами, которые разработали наши ученые.

Одним из самых интересных в этом громадном множестве соединений углерода является, несомненно, синтетический каучук. В своей речи о задачах хозяйственников товарищ СТАЛИН указывал: «У нас имеется в стране все, кроме разве каучука. Но через год-два и каучук мы будем иметь в своем распоряжении». Сейчас это обещание выполнено: мы имеем свой советский синтетический каучук.

В 1926 г. ВСНХ, председателем которого в то время был Ф. Э. Дзержинский, объявил международный конкурс на лучший способ получения синтетического каучука. Единственным способом, достойным премии, оказался способ советского ученого — академика С. В. Лебедева. В 1932 г. уже начали работать два гиганта социалистической химии синтетического каучука — в Ярославле и Воронеже. Такого быстрого внедрения в громадных промышленных масштабах результатов сложнейших химических изысканий, над которыми десятки лет до этого безуспешно работали лучшие ученые всего мира, не знает история науки и техники. Это стало возможным лишь при нашем социалистическом строе, при тесном сотрудничестве химической науки с промышленной практикой.

Технология синтетического каучука исключительно сложна. Здесь нашли себе применение самые сложные и совершенные методы новейшей химии. Синтетический каучук получается из винного спирта, который, в свою очередь, получается из картофеля. Пары спирта пропускают над катализаторами, которые направляют течение реакций в сторону образования продукта, называемого дивинилом. В присутствии металлического натрия в специальных аппаратах — «полимеризаторах» — происходит изумительное превращение жидкого дивинила в эластичный каучук.

Мы получаем винный спирт из отбросов. Их дают бумажные фабрики в виде сульфитных щелоков, коксовые и нефтеперегонные заводы в виде отходящих газов, свеклосахарное производство в виде мелассы, или черной патоки. Винный спирт получают также из торфа, дерева, ржи, кукурузы, картофеля. Что же мы получаем из винного спирта? В итоге химической переработки он дает колоссальной разнообразие каучуковых изделий. И наряду с этим мы получаем в виде побочных продуктов различные химические вещества: водород, ацетилен, этиловый эфир, псевдобутилен и многие другие. Все они служат исходным материалом для получения целого ряда ценнейших химических продуктов.

Уголь, который добывают наша шахтеры, — это не только топливо. Советская химия научилась получать из него огромное число самых различных продуктов, начиная от сложнейших медицинских препаратов и фото-химикалий и кончая красками всех цветов и сильнейшими взрывчатыми веществами.
На этом рисунке показана только небольшая часть тех продуктов, которые можно получить при химической переработке каменного угля. Укажем хотя бы еще на такие важнейшие продукты, как бензол, толуол, сальварсан, мочевина, синтетический индиго, камфара, различные отравляющие вещества и другие продукты.

Создание мощной промышленности искусственного каучука является одной из прекраснейших страниц в истории советской химии. Враги народа Пятаков и Биткер пытались не раз опорочить эту молодую и блестящую по своим достижениям промышленность, они пытались вредительской, подрывной работой затормозить ее развитие, но партия все более и более укрепляла промышленность синтетического каучука, превращая ее в крепость химической обороны. Сейчас мы в широчайших масштабах внедряем синтетический каучук во все области техники. Шины, прорезиненные ткани, шланги, приводные ремни, калоши и тысячи других предметов делаются из синтетического каучука. С каждым годом все уменьшается необходимость в импорте естественного каучука, так как его с успехом заменяет советский каучук, полученный из картофеля. Растет количество заводов синтетического каучука, растут кадры, обслуживающие это передовое производство. Почти 90% инженерно-технического персонала этих заводов составляет молодежь. Молодая отрасль советской промышленности создана и развивается руками молодых строителей новой жизни.

Торжеством современной синтетической химии углерода, несомненно, являются те процессы, которые протекают в наших лабораториях. Повышенное давление и катализаторы являются могучими факторами, которые ускоряют или замедляют течение химической реакции и направляют течение этих реакций в сторону выхода необходимых продуктов.

Из 1 куб. м древесины хвойных пород можно получить 200 кг целлюлозы, а из последней — 160 кг искусственного волокна (искусственного шелка или искусственной шерсти). Сколько понадобилось бы для этого шелковичных коконов, овечьей шерсти или хлопка, вы видите на этом рисунке.

Этот рисунок далеко не отображает всего многообразия продуктов, получаемых из целлюлозы: бездымный порох, нитроцеллюлозные лаки, коллодий и сотни других самых различных продуктов дает нам целлюлоза.

*

Старая Россия не знала применения высоких давлений в химической промышленности. Высокие давления — это новая эра в химии, когда на смену старым, кустарным предприятиям пришли мощные, просторные, сверкающие чистотой и блестящей сталью своих машин и аппаратов химические заводы. В стальных оболочках колонн синтеза под давлением в сотни и тысячи атмосфер происходят сложнейшие процессы, невидимые, но строго контролируемые и управляемые десятками сложнейших автоматических указателей, аппаратов и приспособлений.

Вот грандиозные залы. Здесь получают синтетический метиловый спирт. Смесь газа из окиси углерода и водорода сжимается мощными компрессорами до 250 атм. После тщательной очистки и подогрева смесь впускается в мощную стальную контактную печь, сделанную из специальной высококачественной стали, выложенную изнутри медью. Высота печи достигает иногда двухэтажного дома. В этой печи благодаря присутствию специального катализатора происходит соединение окиси углерода с водородом в метиловый спирт и другие продукты, которые улавливаются в последующих аппаратах. Это происходит на советских заводах.

Сейчас особенно широко входят в нашу промышленную практику реакции гидрирования, т. е. такие процессы, при которых в молекулу какого-либо углеродистого вещества искусственным путем внедряются атомы водорода. Эти процессы требуют применения высоких давлений, температур и подбора специальных катализаторов. При этом нужно было получить такие материалы для постройки аппаратуры, которые могли бы выдерживать не только высокие давления и температуры, но и разрушающее действие реагирующих газов и жидкостей. Мы пользуемся методом гидрирования, например, для того, чтобы сделать жидкие жиры или дешевые растительные масла годными для применения в пищевой и мыловаренной промышленности. Гидрогенизация позволяет нам из малоценных сланцев, угольной пыли и мелочи, древесных опилок получать ценное жидкое горючее. Гидрирование нефти и тяжелых масел приводит к большому выходу важнейшего горючего для наших двигателей — бензина.

*

Еще одним примером овладения углеродом и продуктами его превращения, которые мы направляем на получение чрезвычайно ценных веществ, является промышленность пластических масс.

Все возрастающее применение искусственных пластических масс в нашем народном хозяйстве — это результат освоения советской химией новейших методов превращения вещества. Развитие производства пластических масс в нашей стране является наглядной иллюстрацией гениального предвидения Карла МАРКСА, когда он писал: «Прогресс химии научает также вводить отбросы процесса производства и потребления обратно в кругооборот процесса воспроизводства...»

Главное сырье, из которого получаются пластические массы, — это отходы коксового производства, отходы производства синтетического каучука, отходы бумажного производства, отходы переработки растительных и животных продуктов в виде сухой крови, казеина, продуктов брожения сахарного и паточного производств.

Промышленность старой России выбрасывала в воздух миллионы тони ценнейшего химического сырья в виде отходов, не умея их использовать. Вредители всячески стремились продолжить эту традицию химической отсталости и косности. Но неуклонно развивающаяся социалистическая химия и здесь одерживает ряд крупнейших завоеваний и побед. Вместо нескольких кустарных мастерских, которые работали раньше на привозном сырье и вырабатывали главным образом граммофонные пластинки, мы построили мощную химическую промышленность пластических масс, которая снабжает теперь социалистическое народное хозяйство ценнейшим материалом для самых различных конструкций, деталей и предметов широкого потребления.

Пластические массы заменяют цветные металлы и их сплавы, каучук, слоновую кость, рог, янтарь, кожу. Они обладают самыми различными свойствами. Исключительная изоляционная способность делает их незаменимыми в электротехнике. По прочности некоторые пластические массы не уступают чугуну, а стойкость их против химического воздействия превышает стойкость свинца. Сочетание легкости дерева и прочности металла с большой сопротивляемостью коррозии делает пластмассы незаменимыми в машиностроении, в авто- и авиастроении, в точной индустрии и т. д. Нет возможности перечислить все области применения пластических масс.

К различным видам пластиков предъявляются самые разнообразные требования. Поэтому для производства пластических масс необходимы тысячи всевозможных химических продуктов. Разумеется, это возможно осуществить лишь в стране, где высоко развиты различные отрасли промышленности, где технология использования отходов основана на самых последних достижениях химии. И это осуществлено в Советском Союзе.

Пластические массы получаются либо методом полимеризации, либо методом конденсации. Оба эти метода покоятся на глубоком знании молекулярного строения вещества и на уменье управлять молекулярными процессами. Так, например, при получении пластических масс по способу полимеризации мы заставляем молекулы уплотняться и соединяться в одну крупную молекулу. При этом существенным образом меняются свойства обрабатываемого вещества. Это позволяет нам получать из той или иной жидкости или твердого продукта, в итоге химических превращений, прочный материал с определенными физико-химическими свойствами: электроизолирующими, кислотно, или щелочеупорными, с определенным коэффициентом термического расширения, прозрачностью, цветом, удельным весом и т. п. Сложность работы заключается в том, чтобы направить при помощи катализаторов, температуры и давления химическое превращение таким образом, чтобы получить требуемое промышленностью вещество с теми или иными свойствами. Это стало возможно лишь с глубоким усовершенствованием наших познаний в области физической и коллоидной химии.

Приведем несколько примеров. Получение смолы при конденсации фенола с формальдегидом было открыто еще в 1872 г. Но потребовалось 30 с лишним лет, прежде чем американский инженер Бекленд нашел условия и способы обработки, при которых эта конденсация приводила к получению продуктов, известных под названием бакелитов.

Современная тончайшая техника физической и коллоидной химии — ультрамикроскопы, позволяющие видеть и изучать мельчайшие коллоидные частички, ультрацентрифуги, делающие много тысяч оборотов в минуту; мощные рентгеновские методы, дающие нам возможность проникнуть в глубь вещества и изучить расположение его молекул в пространстве; наиболее совершенные способы защиты и свертывания коллоидных растворов — все это имеется в распоряжении советских химиков и позволяет им быстро двигать вперед развитие производства пластических масс.

Таким образом, мы видим, что развитие производства пластических масс потребовало от наших ученых и технологов не только создания мощной и совершенной аппаратуры, не только осуществления точного режима производства, но и овладения наиболее передовыми идеями теоретической химии.

*

Рядом с углеродом в таблице Менделеева стоит азот, другой важнейший элемент современной синтетической химии. По своему значению в народном хозяйстве он смело может соперничать с углеродом и его соединениями.

Целый сложный комплекс минеральных удобрений, взрывчатых и отравляющих веществ, нашедших самое разнообразное применение во всех областях человеческой практики, связан с этим элементом. Вся современная тяжелая химия покоится на применении аммиака и азотной кислоты, этих двух основных веществ, получаемых связыванием азота с водородом или с водородом и кислородом. Недаром в одной из статей газеты «Правда» было сказано: «Азот в сложении с капитализмом — война, разрушение, смерть. Азот в сложении с социализмом — высокий урожай, высокая производительность труда, высокий материальный и культурный уровень трудящихся». Промышленность связанного азота — это детище современной индустрии, детище двадцатого века. Она впитала в себя все самые крупные достижения как в области энергетики и машиностроения, так и в области химии.

Азот в сложении с капитализмом — война, разрушение, смерть.

Азот в сложении с социализмом — высокий урожай, высокая производительность труда...

Мы теперь извлекаем азот из воздуха, пользуясь методами глубокого охлаждения. При этом в качестве побочных веществ получаются благородные газы и кислород. Соединяя азот с водородом, мы получаем замечательное вещество — аммиак. Водород добывается различными способами: или сложной химической обработкой угля, или глубоким охлаждением газов, отходящих из коксовых печей, или, наконец, разложением воды при помощи электричества. Все эти современные способы получения водорода в миллионах кубометров применяются на наших заводах.

Немало труда и энергии было затрачено, чтобы получить эти газы в таких больших количествах и соответствующей чистоты. Но, несомненно, сложнейшим процессом является соединение азота и водорода в аммиак. Чтобы произвести это соединение, нужно сочетание трех факторов: давления, температуры и специального катализатора. Насколько это трудно, можно понять хотя бы из того, что для нахождения соответствующего катализатора при синтезе аммиака потребовались годы напряженной работы целой армии химиков, которая испытала для этой цели много тысяч различных химических веществ. Не менее сложно было подобрать для аппаратов такую сталь, которая выдерживала бы наряду с температурой в полтысячи градусов еще и давление до тысячи атмосфер. При таком давлении и температуре водород через обычную толстую сталь проходит совершенно свободно, как через сито. Для изготовления соответствующих контактных аппаратов, выдерживающих такие давление и температуру, нужно было применить специальные ванадиевые, хромовые и другие стали. Вес болванки из специальной стали для изготовления одного аппарата доходит до 120 т и выше. Чтобы получить такой слиток необходимо работа нескольких мощных мартеновских печей. Изготовляются эти аппараты на огромных станках.

Изготовление контактного аппарата занимает более чем полгода. Помимо этого, для производства аммиака нужны гигантские компрессоры, которые могли бы развивать давление до тысячи и более атмосфер и перекачивать сотни тысяч кубических метров газов.

Величественное зрелище представляют собой цеха наших заводов синтетического аммиака. Мощные компрессоры, гигантские стальные тела контактных аппаратов, сложнейшая сеть огромных трубопроводов... Весь процесс протекает бесшумно, управляемый и контролируемый сотней автоматических указателей и регистраторов. По светлым залам завода проходит немногочисленный обслуживающий персонал, и около блестящих пультов управления сидят одетые в чистые халаты рабочие, отмечающие показания приборов.

Крупнейшие успехи достигнуты нами и в области производства азотной кислоты, этого основного продукта химической индустрии, без которого немыслимо развитие самой химии. Чтобы получить азотную кислоту, нужно сжечь в струе кислорода аммиак. Это сжигание происходит лишь при наличии в аппарате катализатора в виде платиновой сетки. Сжигание идет при температуре до тысячи градусов и требует исключительно точной регулировки процесса, так как более или менее заметное изменение температурных условий или содержания составных частей смеси кислорода с аммиаком может привести к расстройству всего процесса и даже к взрыву. Ввиду сильной химической активности азотной кислоты вся аппаратура должна быть изготовлена из специальных кислотоупорных качественных сталей, из чистейшего алюминия и высококачественных керамических масс.

Все работы, связанные с азотом, требуют строгого и точного контроля, громадного внимания и высокой культуры обслуживающего персонала.

Промышленность синтетического аммиака, как и вообще вся наша промышленность высоких давлений, является детищем Октября. Развитая качественная металлургия, мощное машиностроение дали нам возможность в 10 лет пробежать путь, который Германия, например, прошла более чем за 30 лет.

Мы подготовили сотни специалистов в области производства связанного азота, которых до революции совершенно не было. Мы создали мощные исследовательские группы, которые разработали совершенные и оригинальные методы получения сырья для азотной промышленности, например получение водорода из газов доменных печей или при помощи сжигания малоценного топлива в колоссальных вращающихся печах.

Наша азотная промышленность вышла на путь комбинирования с металлургией и коксовым производством, которое оставит далеко позади промышленность связанного азота капиталистических стран.

*

В дни двадцатилетия Великой пролетарской революции мы можем с гордостью заявить, что советская химия производит и применяет почти все элементы таблицы Д. И. Менделеева.

Вся наша страна покрыта могучей сетью химических предприятий. Там, где были пустыни, теперь раскинулись мощные химические центры, вырабатывающие новые химические продукты.

Фосфор и фосфорные удобрения мы находим в хибинских тундрах Кольского полуострова, на Урале, в Средней Азии. Калий, магний и их соединения мы извлекаем из недр Соликамска. Натрий и его соединения добываем в заливах Кара-Бугаза, из соляных озер Баскунчак и Эльтон, в копях Урала и Украины, на крымском побережье Черного моря. Бром и иод, ртуть и платину, титан и марганец, серу и мышьяк — все это находим мы в богатейших недрах Кавказа, Сибири, Урала и в других местах необъятного Советского Союза.

Ничтожными избушками выглядят старые карликовые заводишки по сравнению с мощными химическими гигантами советской индустрии. Да это и понятно хотя бы из того, что мощность первого, вновь выстроенного, Константиновского завода минеральных удобрений превышает в 14 раз годовую производительность всех старых русских заводов.
На рисунке показаны современное хранилище минеральных удобрений и хранилище удобрений дореволюционной России.

Отличительная особенность нашей социалистической химической промышленности — это ее комбинирование с металлургией и другими отраслями народного хозяйства, комбинирование, невозможное в таких грандиозных масштабах ни в одной из капиталистических стран, комбинирование, дающее нашей химической промышленности новую базу развития. В решениях XVII съезда ВКП(б) записано: «Усилить комбинирование химической промышленности с другими отраслями промышленности (коксовой промышленностью, цветной металлургией, черной металлургией и другими) и вовлечение новых видов сырья». Вредители пытались всячески мешать выполнению этой ясной директивы партии. В коксовой промышленности они не строили химических заводов, на которых можно использовать и переработать ценнейшие коксовые газы. В цветной металлургии заводские трубы выбрасывали тысячи тонн ценнейшего сырья, необходимого для получения серной кислоты, отравляя этими газами местность и рабочих. Но их теории разоблачены, и последствия вредительства ликвидируются. Страна неуклонно осуществляет директиву партии о комбинировании химии с металлургией.

Не касаясь общих проблем металлургической промышленности, этой химии высоких температур, укажем только, что в условиях комбинирования с общей химией сама металлургия меняет свой старый облик. Одним из наиболее блестящих примеров такого комбинирования является сочетание черной металлургии с химией, при котором на металлургических заводах наряду с чугуном и сталью благодаря применению в больших масштабах кислорода получают ряд химических продуктов. Кислород при вдувании его в домну повышает там температуру и тем самым дает возможность выплавлять в доменной печи такие специальные чугуны, как ферросилиций, ферромарганец и т. д., которые в обычной домне получить нельзя. Благодаря применению кислорода газ, выходящий из домны, становится вполне пригодным для целей химического синтеза таких веществ, как аммиак, спирты, синтетический каучук. При этом шлаки, выходящие из домны, можно получить такого состава, что они представят собой прекрасные цементы. Этого также нельзя сделать в обычной домне на воздушном дутье, где для сплавления таких шлаков недостаточно высока температура. При кислородном дутье в сильнейшей степени интенсифицируется также и сам доменный процесс.

Очень важна роль комбинирования в цветной металлургии. Здесь наряду с медью и цинком получаются сера и серная кислота.

Комбинирование металлургии с химией дает возможность комплексно использовать руду и получать наряду с чугуном такие редкие элементы, как ванадий, титан, никель, кобальт. Таким образом, металлургический завод становится центром огромного химико-металлургического комбината. При этом стоимость полученного на таком комбинате чугуна сравнительно очень мала, снижаясь за счет получения наряду с чугуном ценнейших химических продуктов. Успехи социалистического комбинирования открывают новые возможности для работы многочисленной семьи советских химиков.

В научных институтах и на гигантских заводах армия химиков прокладывает новые пути в теории и практике. Осуществляется и проводится в жизнь идея подземной газификации угля, на которую еще в 1913 г. обратил внимание Владимир Ильич ЛЕНИН. Подземная газификация угля — это одна из тех основ, на которой мы должны будем осуществить полную техническую революцию в каменноугольной промышленности, химии и энергохозяйстве. Точно так же мы осуществляем блестящие работы по химическому использованию природных газов, по использованию горючих сланцев, отбросов древесного и пищевого производства, по наиболее полной химической переработке нефти и т. д.

Советская химия стала уже настолько великой силой, что она может дать все необходимое для дальнейшего роста и процветания социалистического народного хозяйства и создания новых материальных ценностей. Вместе с тем советская химия незыблемо стоит на страже Страны Советов, готовая совместно с другими отраслями нашей техники отразить всяческие посягательства врага на завоевания революции.