Жизнь одного химика. Воспоминания. Том 1. 1867-1917
Шрифт:
В этом же году мною было также впервые показано, что в присутствии особого катализатора, — порошкообразного алюминия, — этиловый спирт, разлагаясь при 60о, дает, кроме альдегида и этилена, также углеводород бутадиен, и что для получения этого углеводорода нет надобности брать изоамиловый алкоголь, как об этом думали ранее. Впоследствии С. В. Лебедев более подробно изучил эти реакцию, применяя смешанные катализаторы и настолько увеличил выходы бутадиена, что по этому способу можно было получать этот углеводород для уплотнения его в искусственный каучук.
С самого начала изучения каталитической дегидрогенизации алкоголей при высоких температурах, но при*обыкновенном давлении, меня заинтересовал вопрос о возможности их изучения в замкнутом пространстве с точки зрения химической кинетики. Равным образом большой интерес представляло исследовать применение катализаторов, которые служили для дегидрогенизации, также и для гидрогенизации органических соединений, — т. е. применение катализаторов для обратной реакции. На основании всего сказанного выше (и на основании исторических
Все эти соображения заставляли меня, со времени открытия мною дегидрогенизации алкоголей, стремиться изучать каталитические реакции под давлением. Вводя влияние фактора давления в каталитические реакции органических соединений, мы могли ожидать получения таких зависимостей, которые позволялибы сравнить активность различных катализаторов между собою и давали бы возможность вычислить ту энергию, которую мы получаем при каталитических процессах. Принимая же во внимание, что фактор давления останавливает течение определенных процессов, т. е. уменьшает скорость разложения, можно было предполагать, что некоторые реакции при известном давлении дойдут до известного предела, т. е. будут обратимы. Эти предположения оправдались, и добытые факты дали нам ценные указания для разъяснения хода изучаемых мною каталитических процессов, как под большим, так и обыкновенным давлениями.
В органической химии до того было известно несколько реакций (некоторые имели значение в фабричном производстве, напр., получение диметиланилина, дифениламина), которые необходимо было вести под давлением выше атмосферного. Но обыкновенно давления, под которыми велись такие реакции, не превосходили нескольких десятков атмосфер, и, кроме того, течение таких реакций не было предметом всестороннего изучения. Точно также и каталитические реакции, — как органические, так неорганические, — изучались только при обыкновенном давлении. Поэтому нельзя было сказать заранее, будут ли катализаторы сохранять свою активность или частью, когда каталитические процессы будут происходить под большими давлениями.
Причина, почему давление долгое время не вводили в круг изучения каталитических реакций, заключалась в том, что было очень трудно справиться с экспериментальной стороной исследования. Главная трудность заключалась в устройстве прибора, который можно было бы подвергать сильному нагреванию до 500—550 градусов, причем он должен был выдерживать давления в несколько сот атмосфер. Прибор должен был быть так сконструирован, чтобы после прекращения опыта, из него могли быть медленно выпущены все газообразные продукты разложения органического соединения, и чтобы в течение всего опыта и по охлаждении аппарата можно было измерять величину давления, развиваемого в приборе. Существовавшие в то время заграницей автоклавы совершенно не удовлетворяли указанной выше цели, и их запор было очень ненадежным даже для малых давлений.
В течении целого года я испытывал различные способы для сконструирования аппарата высокого давления. В некоторых случаях мне удавалось провести опыты разложения под давлением, но чаще опыты оканчивались неудачей. Только после долгих изысканий в конце года удалось сконструировать такой аппарат для высоких давлений, в котором можно было приступить к систематическим опытам. Герметическое запирание бомбы было достигнуто при помощи особого обтюратора, который представлял из себя кружок из отожженной красной меди, имеющий по середине отверстие. Для закрывания бомбы на ее края, заточенные в виде ножа, кладут медный обтюратор и на последний накладывают крышку, на которой также заточен нож. Нож бомбы и нож крышки при помощи болтов притягиваются к трубке. Десятки тысяч опытов, произведенных мною в России и заграницей, показали, что такой запор для лабораторных аппаратов высокого давления наилучший и позволяет работать при высоких температурах до 500 град, и при давлениях, доходящих до 450 атмосфер. При низких температурах в бомбах, приготовленных из особого сорта стали, эти аппараты выдерживали давление до 1300 атмосфер и оно сохранялось в течении целого месяца. Вместо стальных бомб, можно было употреблять бомбы, приготовленные из различных металлов: хромониккелевой стали, а также фосфористой бронзы. Обтюраторы можно приготовлять из различных металлов. В бомбы можно было вводить различные трубки: стеклянные, медные, серебряные с особыми капиллярами, когда надо было избежать соприкосновение вещества с железными стенками бомбы. Так, напр., серебряные трубки вставлялись в бомбу и брались серебряные обтюраторы, когда мною изучалось окисление фосфора водою под давлением для получения фосфорной кислоты.
Первые небольшие бомбы были построены по моим рисункам механиком Мальмстремом в его частной механической мастерской в Петербурге. Впоследствии, для усовершенствования прибора, я обратился к помощи большого механического завода Лангензипена, который также изготовлял манометры для самых разнообразных давлений. Интересно здесь вспомнить о первой моей дискуссии с механиком этого завода, Вернадским, который очень критически отнесся к моему первоначальному аппарату. Он старался доказать мне, что мой запор ненадежен и что он предлагает гораздо лучший для высоких давлений. Как я ни убеждал его, что его идея не даст хороших результатов, так как подобные я уже испытал в своих многочисленных попытках, тем не менее он настаивал на своем, и администрация завода решила построить первый аппарат по проекту Вернадского. Я тогда заявил, что если аппарат будет хорош, то я согласен его приобрести, но если он не будет выдерживать давлений при нагревании и охлаждении, то я не буду платить денег за его изготовление. Когда через две-три недели аппарат был прислан в мою лабораторию, то Вернадский пожелал, чтобы испытание было сделано в его присутствии. Прибор имел великолепный вид, но, к сожалению, его испытание дало отрицательные результаты, несмотря на то, что Вернадский два раза брал его в мастерскую для некоторых изменений. После этих опытов завод Лангензипена приступил к выполнению заказа по моему проекту и с тех пор до революции изготовил значительное число бомб, как для русских, так и для заграничных лабораторий.
Осенью начальник Академии и Артиллерийских Училищ ген. Валевачев по болезни ушел в отставку и на его место был назначен ген. Василий Тимофеевич Чернявский, занимавший перед этим назначением место начальника Константиновского Артиллерийского Училища. Я знал генерала Чернявского, когда я поступил в Михайловское Артиллерийское Училище в 1886 году; он был в то время старшим офицером батареи и заведывал юнкерами среднего класса. Мне придется впоследствии часто говорить о нем; поэтому, теперь я отмечу только некоторые черты этого умного и выдающегося военного человека, посвятившего почти всю свою жизнь делу воспитания юнкеров Училища и офицеров Академии.
После окончания Артиллерийской Академии, В. Т. Чернявский вышел в строй и участвовал в русско-турецкой войне 1877-1878 г.г., получив за свою храбрость Георгиевское золотое оружие. Вскоре после войны он был назначен офицером-воспитателем в Михайловское Артиллерийское Училище, и с тех пор в течении 50 лет его деятельность протекала в стенах Артиллерийских Училищ и Академии до начала революции 1917 года. Небольшого роста, крепко сложенный, никогда ничем не хворавший, доживший до 83-летнего возраста, он по внешности и по манере держаться, невольно обращал на себя внимание каждого, кому приходилось иметь с ним дело. Не лишенный хохлатской хитрости и будучи себе на уме, он отличался от других офицеров своей прямотой и независимостью. Он умел отстаивать свои убеждения и взгляды перед начальством, и высказывал свои убеждения иногда с такой резкостью, что присутствовавшие приходили в смущение и удивлялись, как он мог в такой форме спорить с высшими военными чинами. Конечно, это очень поднимало его в глазах юношества, всегда склонного к оппозиции начальству. Он отлично умел разбираться в характерах своих питомцев и сослуживцев, и ничто не ускользало от его внимания; он все знал и все направлял. Был немного тугодум (он был легко контужен в голову и нередко говорил своему собеседнику, что слышит плохо в особенности, когда ему надо было обдумать свой ответ), порою долго обдумывал важный вопрос, но, если он принял решение и высказал его, то было уже невозможно заставить его переменить это решение. Но он в то же время хорошо знал, когда и где можно было говорить правду, чтобы не испортить дела и чтобы эта правда не повредила бы ему самому. Про него можно сказать, что он был в одно и то же время и лукавым царедворцем, и хохлом из Черниговщины, где он родился. В общем его любили юнкера и офицеры Академии, а мы, профессора, знавшие его поведение на всех ступенях его деятельности, относились к нему с искренним уважением и нисколько не боялись высказывать свои убеждения, очень часто идущие в разрез с его собственными. Когда заболел Валевачев, мы напере т дали о предстоящем его назначении на пост начальника .адемии, и каждый из нас уже примирился с мыслью, что во главе Академии встанет строевой генерал, а не профессор и не высоко образованный инженер-артиллерист.
«Бомба Ипатьева» для изучения процесса катализа под высоким давлением.
В течении этого же, 1903-го года, я был командирован от Академии и Главного Артиллерийского Управления для ознакомления с производством бездымных порохов на Казанском и Шостенском пороховых заводах. От Артиллерийского Управления мне был дан приказ обследовать большие партии гаубичного пороха (разрезанного на короткие куски), которые были забракованы приемочной комиссией. Впервые я посетил Казанский завод, начальником которого был ген. Лукницкий, очень сведующий в пороховом деле инженер и очень образованный человек. Я с большим удовольствием провел с ним несколько вечеров в его доме, и он сообщил мне очень много интересных данных и наблюдений из своей долголетней технической деятельности. Для научного освещения некоторых технических вопросов он часто приглашал профессоров химии и технологии Казанского Университета.