Оператор. Аппаратчик

Современный химический комбинат или завод - огромное, порою многоцелевое (выпускающее не один продукт, а целый ассортимент химических продукций) предприятие, оснащенное сложным техническим оборудованием - смесителями, транспортерами, реакторами, холодильными установками, теплообменниками, материалопроводами, отстойками, различными очистными установками. Штат современного химического предприятия насчитывает несколько тысяч человек. Основной производящей группой, занятой непосредственно в цехах, у реакторов и рабочих агрегатов, являются аппаратчики.

Они мало напоминают своих предшественников - рабочих химических производств прошлого - стекловаров, бумажников, плавильщиков, пороховщиков. Работают они в просторных, светлых, хорошо вентилируемых помещениях, одеты в специальные костюмы, защищающие от жары и вредных веществ, и их главная задача - следить за режимом работы аппарата и регулировать ее. Для этого каждый аппарат, будь то смеситель или реактор, снабжен целой системой контрольно-измерительных приборов для измерения температуры, давления, вязкости, плотности и других технологических параметров процесса. Рабочие характеристики выведены на пульт или монитор. При выходе того или иного показателя за контрольные пределы аппаратчик корректирует режим процесса, меняя скорость подачи или выхода сырья и продуктов, увеличивая или уменьшая скорость перемешивания и мощность энергетической установки.

Давно отошли в прошлое времена, когда рабочие характеристики мастера определяли на глаз - по цвету, внешнему виду и другим заметным свойствам, а корректировку производили вручную, подбрасывая топливо в печь или шихту (смесь исходных веществ) в реакционную камеру лопатой.

Аппаратчик на современном предприятии проводит корректировку процесса включением, выключением или плавным поворотом ручек регулирующих устройств, без видимых затрат физических сил. Однако не следует думать, что он не работает активно. Его внимание постоянно напряжено, его мысли заняты сопоставлением и анализом деталей обстановки. Он следит и видит то, что происходит в реакторе, а при необходимости активно вторгается в процесс и даже останавливает его. Но такое случается крайне редко, так как надежность современного оборудования очень высока, а технологическая схема прошла многократные испытания на стадии полупромышленного эксперимента и внедрения.

Труд аппаратчиков и операторов обеспечен надежной защитой от вредных веществ, излучений, вибраций и шумов. Государственными органами установлены предельно допустимые концентрации содержания различных вредных веществ в воздухе и в помещениях химических предприятий. Оно регулярно контролируется сотрудниками специальных контрольных служб, и предприятие несет юридическую ответственность за соблюдение государственных нормативов. Операторы и аппаратчики пользуются многими льготами - надбавками к заработной плате, бесплатным санаторным обслуживанием, увеличением продолжительности отпусков и т. д.

Профессии оператора и аппаратчика можно получить в средних профтехучилищах, химических техникумах или на специальных курсах.

Лаборант

Лаборант (от латинского - "работающий") - первая техническая квалификация химика. Лаборант - основное действующее лицо во многих химических исследованиях: в синтезе и анализе новых продуктов и испытании их свойств. Именно под его руками оживает и испытывает различные превращения химическая материя, его глазам открываются удивительные явления. Работу лаборанта всегда направляет специалист более высокой квалификации - инженер, заведующий лабораторией, научные сотрудники, доцент или профессор. Но настоящий лаборант - не просто исполнитель чужой воли. Если он внимателен, собран, обладает способностью сопоставлять и анализировать, он может увидеть то, чего никто до него не видел, он может сделать открытие.

Так, двадцатичетырехлетний французский химик Балар, исследуя золу морских водорослей, впервые выделил из нее новый неизвестный элемент бром. Знаменитому шведскому физику-химику Сванте Аррениусу было столько же лет, когда он, стажируясь у профессора Эдлунда в Стокгольме, на основании своих опытов весной 1883 года впервые пришел к мысли об электролитической диссоциации веществ в водных растворах. Выдающийся русский химик, впоследствии академик Дмитрий Петрович Коновалов до 30 лет работал лаборантом в Петербургском университете. Замечательный шведский химик Карл Вильгельм Шееле с ранних лет работал помощником аптекаря и только в самом конце своей жизни стал самостоятельным владельцем аптеки. Тем не менее, он сделал так много открытий (открыл кислород и хлор и получил их многими способами, открыл винную, лимонную, щавелевую кислоты и описал способы их получения, впервые выделил и определил состав глицерина, разработал ряд новых методов анализа), что по праву вписал свое имя в историю химии золотыми буквами.

Лаборантскую выучку, своего рода специальную школу экспериментальной химии прошли многие выдающиеся химики. Именно в молодые годы, в период стажировки и упорной экспериментальной работы закладываются основы научного мировоззрения и вырастают проростки будущих научных открытий. Лаборантская должность - низшая, но основная ступенька в табели о рангах химических должностей, фундамент, от которого начинает расти химик высокой квалификации. И если перед каждым умелым и добросовестным солдатом открыта дорога к маршальскому званию, то и перед каждым толковым и добросовестным лаборантом открыта дорога к званию профессора, должности директора, начальника цеха, главного инженера или главного технолога.

Армия лаборантов и старших лаборантов (эта должность - первая квалификационная должность, получаемая после окончания вуза) в нашей стране исчисляется несколькими сотнями тысяч человек. Они трудятся в школах, на заводах и фабриках, в медицинских учреждениях и на разных контрольных станциях, в отраслевых и академических научно-исследовательских институтах, в вузах. На ряде химических предприятий у лаборантов сокращенный рабочий день, им обеспечено специальное бесплатное питание, увеличенная продолжительность отпусков. Все сотрудники не реже раза в год проходят профессиональный осмотр, им предоставляются места в профилакториях, домах отдыха и льготные путевки в санатории.

Рабочее место химика

Профессию лаборанта химического анализа можно получить непосредственно на производстве методом индивидуального обучения, завершить подготовку - в среднем профтехучилище химического профиля.

Химическая технология

Химическая технология - прикладная отрасль химических знаний, наука о наиболее экономичных и технически доступных процессах производства необходимых человеку продуктов, предметов и отдельных видов энергии. В противоположность химику-синтетику, который синтезирует в лабораторных условиях нужный продукт в небольших количествах и зачастую дорогостоящим способом, химик-технолог ставит задачу получения того же продукта в промышленных масштабах (десятки, сотни, тысячи, десятки и сотни тысяч тонн) при возможно более низких энергетических и сырьевых затратах. Две указанные особенности - большой масштаб и наиболее экономический способ производства - обусловливают основные особенности профессии химика-технолога.

На ранних этапах развития химическая технология существовала как сумма рецептов и описаний отдельных производств (ремесел) - дубления кожи, мыловарения, солеварения, изготовления пороха, минеральных красителей, стекловарения и т. п. В средние века ремесленники, специализирующиеся в отдельных ремеслах, объединялись в цеха и свято хранили тайну своего производства, передавая секреты по наследству от отца к сыну. Естественно, что рецепты и детальные условия таких технологических процессов производств подбирались опытным путем без научного обоснования и объяснения.

Современная химическая технология, которая начала складываться в развитых странах после первой мировой войны, характеризуется строгим научным обоснованием основных физических и химических процессов, общих для многих технологий. Такими процессами, в частности, являются транспортировка потоков веществ по трубам, теплообмен и теплопровод, диспергирование (измельчение) веществ, разделение или сепарация - фильтрование, дистилляция и т. п. Учение об этих единичных физических и химических процессах составляет основной предмет инженерной или технической химии и включает в себя разделы, посвященные процессам и аппаратам химических производств, химическим реакторам, и химическую кибернетику - науку об управлении химическими процессами.

Важнейшими разделами химической технологии являются химическое проектирование и моделирование, в основе которых лежат общая теория химического эксперимента, теория подобия и теория оптимизации. Именно эти разделы в сочетании с экономикой производства позволяют перейти от опытных лабораторных процессов к промышленным масштабам производства продуктов.

Конечным результатом деятельности технолога является технологический проект, заключающий в себе характеристики исходных веществ, тип, число, габариты, мощность и последовательность включения всех аппаратов, работающих в технологической цепочке, а также оптимальные параметры всех отдельных циклов процесса: методы и средства их контроля и автоматизации управления процессом. Важнейшей частью проекта является строго обоснованный материальный и энергетический баланс, на основе которого определяются коэффициенты расхода вещества, энергии, вспомогательных средств и материалов. Не менее важной характеристикой проекта и действующей технологической линии является количество и качество отходов, способы их хранения и утилизации, очистные сооружения и аварийные резервы производства.

Основная тенденция развития химической технологии в последние годы - укрупнение аппаратов и реакторов для производства основных химических продуктов. Так, производительность отечественных установок, действующих в настоящее время, составляет при производстве аммиака 1700 тонн в сутки, серной кислоты - 2000, мочевины - 1500, метанола - 1500, этилена - 1500, хлора, фосфорной и азотной кислот, ароматических соединений - сотни тонн в сутки.

Темпы научно-технических разработок и масштабы их внедрения в химическую технологию стремительно растут. Согласно прогнозу ЮНЕСКО объем химического производства к 2000 году будет превосходить уровень 1950 года в 40 раз. Ускоряются сроки внедрения новых технологий. Если промышленное внедрение электрохимического метода получения алюминия в конце XIX века потребовало 35 лет, то крупномасштабное производство полиэтилена низкого давления в нашей стране было создано в 50-х годах нашего века менее чем за четыре года.

В химической лаборатории

Существенно обновляется и расширяется ассортимент продуктов химического производства. 50 процентов общей продукции химической промышленности составляют вещества и материалы, которых 20 лет тому назад вообще не выпускали. К их числу относятся многие соединения редких элементов - галлия, индия, бериллия, ниобия, тантала, рения, циркония, гафния, редкоземельных и трансурановых элементов, многочисленные инсектициды, фунгициды, пестициды, гиберрилины - вещества, ускоряющие рост растений, синтетические клеи, краски, покрытия, новые пластмассы и волокна, строительные материалы.

Все сферы жизни и деятельности людей, включая одежду, питание, здоровье, жилище и быт, самым тесным образом связаны с химической продукцией. В последнее десятилетие в медицинскую практику широко внедряются комплексные соединения платины, обладающие выраженной противоопухолевой активностью. Только для изготовления пищевых продуктов используется почти 900 различных химических реактивов. Из 4,5 миллиона известных химических соединений, насчитывающихся к настоящему времени, не менее миллиона выпускается промышленным способом.

Однако, говоря об успехах химической технологии, лежащих в основе научно-технической революции второй половины нашего века и в значительной степени определяющих прогресс общества и благосостояние людей, было бы несправедливо не отметить и ее негативные стороны. Расширенное производство химических продуктов и переработки химического сырья засоряет окружающую среду вредными веществами. При сжигании угля и нефти в атмосферу выбрасываются миллионы тонн окислов серы и азота, выпадающих на землю кислыми дождями. Интенсивное использование удобрений и пестицидов засоряет реки и губит растительность.

Огромное количество несуществующих в природе, чуждых ей веществ - ксенобиотиков (от греческих "ксенос" - чуждый и "биос" - жизнь) вовлекается в естественный круговорот и может привести к непредвиденным последствиям. Пример тому - трагедия в индийском городе Бхопале, где по вине американской компании не была обеспечена безопасность рабочих и населения, и в результате аварии на предприятии, производящем пестициды, более 2000 людей были отравлены. Во время вьетнамской войны администрация США и Пентагон сознательно санкционировали варварские эксперименты с диоксином - вреднейшим веществом, уничтожающим растительность. Последствия этой изуверской акции ощущаются до сих пор, спустя 20 лет. Вьетнамские матери рожают изуродованных, искалеченных детей.

Возрастающий выпуск промышленных продуктов и разнообразных химических веществ достиг таких масштабов, что появилась необходимость защитить природу от их вредного воздействия. Проблемы экологии, особенно химической экологии, стоят остро и требуют безотлагательного решения. Это означает, что любое химическое производство должно быть организовано так, чтобы вредные вещества не попадали в окружающую среду. Наше государство, принявшее в законодательном порядке закон о защите окружающей среды, делает все для его исполнения. Ни одно современное предприятие не имеет права сбрасывать отработанные - сточные - воды без их предварительной очистки. На ряде "вредных" производств стоимость очистных сооружений составляет до 40 процентов общей бюджетной стоимости предприятия.

Всемерно поощряются и кое-где уже начали внедряться так называемые безотходные технологические процессы, организованные таким образом, что все сырье, поступающее на предприятие, используется полностью, а предприятие выпускает только готовую продукцию, не накапливая отходы или отвалы. Другой прогрессивный способ работы - использование замкнутых оборотных циклов. Он основан на многократном использовании ресурсов - воды, углекислоты, органических растворителей, после их очистки без сброса в промышленные стоки или в атмосферу. За безотходной технологией и замкнутыми оборотными циклами - будущее в развитии химической промышленности.

Профессия технолога требует широких разносторонних знаний, технической смекалки, инженерного склада ума и полета фантазии. Прежде чем запустить технологическую линию и построить завод, надо мысленно увидеть образ этой линии и завода, перенести его в чертеж или на макет, понять и почувствовать гармонию материального мира и суметь воплотить ее в строгой алгебре инженерного расчета, экономических, экологических и социальных показателях современного общества, надо почувствовать ритм современной 'жизни и актуальные потребности современного общества. Химик-технолог - творец, провозвестник будущего. Но он еще и врач-хирург, чьи руки чутко слушают пульс современности, он одновременно ученый и ученик, который четко осознает свою преемственность, свою обусловленность и зависимость от теоретических представлений и экспериментального уровня химии предыдущих эпох и поколений.

Химиков-технологов готовят многочисленные техникумы и вузы нашей страны - химические, химико-технологические институты и факультеты, целлюлозно-бумажные, химико-фармакологические, холодильные, пищевые, торговые, сельскохозяйственные и другие подразделения Государственного комитета СССР по народному образованию, горнодобывающей, нефтеперерабатывающей, металлургической, пищевой, медицинской, сельскохозяйственной, химико-фармакологической промышленности.

Аналитическая химия

Анализ - расчленение, выделение частей или элементов из целого. Анализ - углубление, выделение и определение первичных элементов, частей, из которых построено целое - изучаемый объект. Анализ - своеобразная лестница вниз и вглубь основы, но одновременно анализ - установление количественных соотношений между элементами. Анализ - логическая и экспериментальная процедура и одновременно метрологическая операция.

Аналитическая химия и метрология (наука об измерениях) - два строгих арбитра, определяющих качества товаров, предметов и химических продуктов, лежащих в основе любых предметов потребления. Химический состав и определяемые им свойства вещества - основные показатели кондиционности - соответствия товара его потребительскому назначению. Аналитическая служба - важнейший узел, определяющий ритм и качество работы каждого предприятия химической промышленности, каждого института и научно-исследовательского центра нашей страны.

При выплавке стали, в процессе варки стекла, приготовления цементной шихты, при синтезе искусственного белка из нефти и в любом другом непрерывном химическом производстве необходимо иметь оперативную информацию о химическом составе и свойствах синтезируемого продукта и реакционной среды. Задача центральной заводской лаборатории аналитических отделов и служб химических предприятий и многочисленной армии химиков-аналитиков - провести химический анализ сырья реакционной смеси веществ, продукта или полупродукта (промежуточного соединения, которое получено в ходе синтеза, но затем используется для дальнейшей переработки на том же предприятии или в других производствах).

Анализ может быть достаточно простым - например, определение кислотности, содержания сухих веществ в растворе или цветности растворов - глубины окраски. Анализ может быть сравнительно сложным - например, определение германия при его содержании на уровне тысячных и десятитысячных долей процента в оптических волокнах световодов. Причем технологам нужна информация о содержании германия в различных слоях волокна, имеющего диаметр менее 1 миллиметра.

Химик-аналитик похож на врача. Врач устанавливает диагноз и режим лечения пациента. Аналитик определяет состав вещества, его количество и, в конечном счете - пригодность для дальнейшего использования. Именно аналитик зачастую решает трудный, но исключительно важный вопрос - можно ли ставить клеймо предприятия на выпускаемой продукции, то есть аттестовать ее качество, или ее следует отправить в брак - на переделку, очистку, перетарификацию (понижение качества и стоимости продукта). Современный аналитик похож на врача еще и потому, что в его распоряжении - широчайший арсенал методов и способов анализа и целый парк разнообразных приборов и установок, включая компьютеры и ЭВМ.

Хорошо оснащенная современная аналитическая лаборатория имеет в своем распоряжении различные оптические приборы - спектрометры, спектрографы, спектрофотометры, колориметры, квантометры и другие. Большую группу методов и соответствующих им приборов составляют методы, основанные на взаимодействии вещества с электрическим током. Здесь в распоряжении химиков-аналитиков потенциометры, потенциостаты, полярографы, кондуктомеры, кулонометры и чувствительные датчики на основе так называемых ионоселективных электродов. Эти электроды изменяют в растворах свой потенциал пропорционально концентрации ионов того или иного сорта.

Еще одна группа аналитических методов основана на взаимодействии веществ с потоками частиц - электронами, нейтронами, протонами и радиоактивным излучением. Используются и многие другие методы анализа - рефрактометрия (измерение показателя преломления), денситометрия (измерение плотности), калориметрия и термометрия (измерение количества тепла и температуры), люминесцентная спектроскопия, а также большая группа классических методов анализа - гравиметрия (весовой анализ) и титриметрия (объемный анализ).

Для анализа органических соединений применяются хроматографические методы, которые сыграли решающую роль в расшифровке структуры и строения белков и нуклеиновых кислот. Многие модели аналитических приборов, выпускаемых в нашей стране и за рубежом, комплектуются компьютерами и микропроцессорами, встроенными в прибор ЭВМ. Они позволяют получать наглядную и точную информацию о составе веществ, а при необходимости - сигнализировать о достижении критического уровня содержаний вредного компонента и автоматически выключать подачу сырья и останавливать технологический процесс.

Но какие бы умные машины и приборы, ни участвовали в выполнении анализа, в центре его всегда человек - химик-аналитик. Он должен обладать хорошей памятью, четкой логикой, острым взглядом и чуткими руками. Руки химика-аналитика - точнейший прибор, который в сочетании с опытом и знанием решает успех анализа. Ни одна ЭВМ, какой бы совершенной она ни была, не может соревноваться с головой аналитика, ни одна магнитная лента (элемент памяти ЭВМ) не может хранить столько информации, сколько содержится в выверенной многолетним опытом памяти и интуиции аналитика. Ни один микропроцессор, ни один автоматический узел не может заменить умелые руки опытного аналитика. Анализ требует предельной внимательности. Наверное, не случайно среди химиков-аналитиков большинство женщин. Химиков-аналитиков готовят и выпускают химические, химико-технологические, химико-фармакологические техникумы и вузы во многих городах нашей страны.

Синтетическая химия

Синтез - создание, конструирование, химический синтез - получение определенного продукта, обладающего заданным химическим составом и строением. Таким образом, основная задача химика-синтетика - разработать способ (метод, как принято говорить у химиков) синтеза, тщательно подобрать условия - температуру, давление, последовательность и количественные соотношения добавляемых компонентов (у химиков принято для названия веществ, участвующих в реакции или процессе, понятие "реагент"), материал и форму реакционного сосуда-емкости, в которой происходит синтез. Ему необходимо также определить продолжительность реакции, выбрать оптимальный способ перемешивания реакционной смеси веществ и наконец, найти способы и экспериментальные приемы выделения синтезированного продукта из общей массы непрореагировавших веществ, побочных продуктов реакции и среды, в которой проходил синтез.

Пусть, например, перед химиком-синтетиком поставлена задача: синтезировать "эльбор" - соединение бора и алюминия, которое должно по ряду соображений, выдвинутых специалистами в области материаловедения, структурной химии, термодинамики и химии твердого тела, обладать повышенной прочностью, твердостью и термической устойчивостью. Химик-синтетик при решении этой задачи должен исходить, прежде всего, из того, какие содержащие бор и алюминий природные соединения этих элементов достаточно доступны и могут в широких масштабах применяться на практике. Естественно, что эльбор - борид алюминия - может быть получен из этих исходных соединений только в результате глубокого восстановления и алюминия и бора. В качестве восстановителей можно применять различные вещества - углерод, водород, металлический натрий, гидрид алюминия, бороводороды (бораны), метан, гидразин, сероводород и другие вещества. Но какие бы восстановители ни использовал синтетик, он прежде всего должен изучить энергетический баланс протекающей реакции. Используя справочные, табличные термохимические данные, компетентный химик может заранее, до опыта определить, какие из конкретных схем получения эльбора оптимальны, а какие заведомо неперспективны.

Однако, даже выбрав на основании термодинамических прогнозов наиболее вероятные схемы успешного синтеза, химик еще далеко не решил задачу синтеза до конца. Помимо основной схемы взаимодействия, следует учесть возможные побочные процессы, приводящие к другим продуктам, вместо заданного. Огромную роль играет скорость протекания процесса. Так, например, реакция образования воды из газообразных веществ - водорода и кислорода сильно экзотермична, но при комнатных температурах и в отсутствие катализатора она протекает настолько медленно, что даже за время жизни одного поколения заметить следы воды в реакционной смеси газов невозможно. Для успешного осуществления реакции очень важно выбрать среду, в которой взаимодействие идет достаточно эффективно. Так, реакции между ионами протекают легко и быстро в водных растворах.

Многие органические вещества предпочтительно взаимодействуют друг с другом в не водных растворителях - спиртах, эфирах, углеводах. Взаимодействие газов резко ускоряется на твердых поверхностях (гетерогенный катализ). В ряде случаев выход продукта можно повысить, проводя реакцию между мелкодисперсными (измельченными) частицами во взвешенном (псевдосжиженном) слое - под напором газа или во встречных потоках реагирующих веществ.

Однако даже если найдены и реализованы экспериментально условия синтеза, необходимо выделить готовый продукт из массы непрореагировавших исходных веществ и доказать его идентичность именно тому веществу, которое синтетик должен был получить. В примере с эльбором необходимо доказать, что полученный продукт содержит только бор и алюминий, но не содержит кислорода, углерода, водорода и других элементов, присутствовавших в исходной смеси. Мало того, во многих случаях, когда вещество одного химического состава существует в различных кристаллических модификациях (это явление называется полиморфизмом, частным случаем которого в отношении простых веществ является аллотропия), возникает необходимость определить его структуру.

Особое искусство, требующее всесторонних знаний, опыта, упорства и настойчивости, представляет собой синтез сложных многоатомных органических соединений. Органический синтез воистину искусство, схожее с искусством архитектора, скульптора или художника. Имея перед собой схему - структурную формулу соединения, молекула которого может содержать сотни и тысячи атомов, синтетик-органик как бы надстраивает остов, нанизывает на него отдельные группы и фрагменты, последовательно усложняет и модифицирует исходную молекулу, чтобы, в конце концов, придать ей желаемую структуру. Иногда такой синтез проходит через десятки стадий и завершается получением едва заметного на глаз количества вещества. Так, при синтезе искусственного гормона - инсулина, недостаток которого в организме вызывает тяжелое заболевание - диабет, синтетики, последовательно нанизывая звенья из отдельных аминокислот, собрали полипептидные цепочки, одна из которых содержала 21, а вторая - 30 аминокислотных остатков, расположенных в строгой последовательности, а затем "сшили" цепи друг с другом в тех местах, где звеньями были остатки серосодержащей аминокислоты цистеина.

Этот синтез длился несколько лет, а из общего количества исходных веществ - аминокислот, измеряемого сотнями килограммов, было получено всего около 5 миллиграммов инсулина. Но этот синтез, осуществленный в СССР в начале 70-х годов, был подлинным триумфом молекулярной биологии и синтетической химии. Он доказал принципиальную возможность искусственного конструирования сложнейших белковых молекул - гормонов, регуляторов жизненно важных процессов.

Химиков-синтетиков готовят техникумы и вузы во многих городах нашей страны на кафедрах и в отделениях неорганической химии, органической, фармацевтической химии, нефтехимического синтеза, химии полимеров, химии красителей. В Москве одним из наиболее популярных химических вузов, привлекающих внимание советских и зарубежных абитуриентов и студентов, является Московский институт тонкой химической технологии имени М. В. Ломоносова.

Теоретическая химия

В химии, как и в других естественных науках - физике, биологии, геологии, всегда существовала и существует ныне когорта ученых, основное внимание которых приковано к теории. Так, в прошлом веке в Америке жил и работал гениальный ученый Джозайя Виллард Гиббс. Он никогда не проводил экспериментов в химической лаборатории и мало интересовался химической промышленностью. В центре его научных интересов были общие вопросы теории химических и физических процессов. Почему одни процессы (химические реакции) протекают самопроизвольно, другие не протекают вообще, а третьи в зависимости от температуры протекают либо в одном, либо в другом направлении. Какой мерой можно оценить химическое средство одних веществ по отношению к другим? На все эти и ряд других вопросов Гиббс дал исчерпывающие и строгие ответы в форме ряда математических зависимостей между так называемыми термодинамическими функциями (параметрами) веществ. Вклад Гиббса в теоретическую химию и физику неоценим. На основании его теоретических представлений прикладная химия достигла огромных успехов. В отношении его идей и работ можно с полным правом утверждать вслед за академиком Мстиславом Келдышем: "Нет ничего практичнее, чем хорошая теория".

Другой пример. В 20 - 30-е годы нашего века академик Н. Н. Семенов создал теорию протекания цепных реакций, которая хорошо объясняла причины того, что одни реакции протекают спокойно - плавно, а другие - мгновенно, со взрывом. На основании этой теории удалось предсказать условия, благоприятствующие протеканию цепных реакций, и наоборот - методы "тушения" опасных цепных процессов. Теория Семенова позволила разработать оптимальные режимы сгорания автомобильного и ракетного топлива, оптимизировать условия проведения взрывных работ. За свои работы Н. Н. Семенов был удостоен Нобелевской премии.

Сейчас мы знаем, что цепные процессы распространены в природе исключительно широко. Взрыв атомной бомбы - цепной процесс, основанный на выделении огромных количеств ядерной энергии при делении атомов. Однако и ряд процессов, протекающих в живой природе, например, образование злокачественных опухолей, имеет много общих черт с цепными реакциями.

Наиболее глубокой и сложной теоретической дисциплиной, вскрывающей природу химических взаимодействий и объясняющей свойства атомов и молекул, является квантовая химия.

Многие другие разделы химии - химическая кинетика (учение о скоростях и механизмах протекания реакций), учение о катализе и реакционной способности, учение о фазовых равновесиях - основаны на различных теоретических представлениях, которые имеют достаточно общий характер, то есть относятся не только к химии, но и к другим естественным наукам, и прежде всего к физике. В этом нет ничего удивительного, ибо физика изучает все материальные тела, на всех уровнях структурной организации материи, включая атомный и молекулярный. Химия изучает превращения материи на уровне молекул, ионов, свободных радикалов и других частиц, построенных из атомов.

Физика как бы охватывает химию с обеих сторон. Атомная и ядерная физика изучает свойства атомов и ядер, из которых построены молекулы и атомы. С другой стороны, механика, теплотехника, гидродинамика и ряд других разделов физики изучают физические тела и агрегатные состояния веществ, представляющих совокупность огромного числа молекул как единое целое. Молекулярная физика, наиболее близкая к химии по предмету исследования, изучает свойства тел, состоящих из молекул определенного сорта, обменивающихся друг с другом энергией и непрерывно изменяющих свое положение относительно друг друга.

Где кончается физика и начинается химия - определить порою просто невозможно. Скажем, при плавлении простого вещества рвутся связи между его атомами, атомы меняют своих партнеров, но химический состав вещества не изменяется. Значит, плавление - физический процесс? А переход простого вещества из одной аллотропной модификации в другую, например, желтой (ромбической) серы в оранжевую (гексагональную)? В этом процессе не только рвутся связи между атомами серы, но и изменяется состав молекул серы.

В какой бы области науки ни работал химик-теоретик, он должен хорошо знать физику и математику, иметь богатое воображение, склонность к обобщению и математическому моделированию процессов и явлений.

Человек, задумывающийся о специальности химика, должен обратить в школе особое внимание на изучение химии, физики, математики, основ информатики и электронно-вычислительной техники, биологии, овладеть навыками черчения и рисования.

Химия - наука исключительно широкая и разнообразная. Тем, кто выбрал ее своей специальностью, она позволяет раскрыть любые грани природного дарования, вплоть до математических способностей и художественных склонностей.