0:00:07.239,0:00:08.052
Что бы вы назвали

0:00:08.052,0:00:09.579
самым важным открытием,

0:00:09.579,0:00:11.581
сделанным за последние [br]несколько столетий?

0:00:11.581,0:00:12.614
Компьютер?

0:00:12.614,0:00:13.263
Автомобиль?

0:00:13.263,0:00:14.168
Электричество?

0:00:14.168,0:00:16.145
Или, может быть, открытие атома?

0:00:16.145,0:00:19.592
Я готов поспорить, [br]что это химическая реакция:

0:00:19.592,0:00:21.213
молекула азота

0:00:21.213,0:00:23.297
плюс три молекулы водорода

0:00:23.297,0:00:26.739
дают две молекулы аммиака.

0:00:26.739,0:00:28.343
Это процесс Габера,

0:00:28.343,0:00:30.925
процесс связывания [br]молекул азота из воздуха

0:00:30.925,0:00:32.431
с молекулами водорода,

0:00:32.431,0:00:35.564
или, по-другому, [br]превращение воздуха в удобрение.

0:00:35.564,0:00:36.806
Без этой реакции

0:00:36.806,0:00:39.482
фермеры смогли бы обеспечить [br]достаточным количеством еды

0:00:39.482,0:00:41.348
лишь 4 миллиарда человек.

0:00:41.348,0:00:44.880
На текущий момент [br]нас более 7 миллиардов.

0:00:44.880,0:00:46.881
Таким образом, без процесса Габера

0:00:46.881,0:00:51.306
более 3 миллиардов людей [br]осталось бы без еды.

0:00:51.306,0:00:55.025
Как вы видите, [br]азот в виде нитрата, NO3,

0:00:55.025,0:00:58.205
является питательным веществом, [br]необходимым для выживания растений.

0:00:58.205,0:01:00.706
Различные культуры по мере своего роста [br]потребляют азот,

0:01:00.706,0:01:02.425
удаляя его из почвы.

0:01:02.425,0:01:03.923
Азот может пополняться

0:01:03.923,0:01:06.346
с помощью длительных процессов [br]естественного удобрения,

0:01:06.346,0:01:07.845
таких, как разлагающиеся трупы животных.

0:01:07.845,0:01:09.679
Но люди хотят выращивать пищу

0:01:09.679,0:01:11.680
намного быстрее.

0:01:11.680,0:01:13.591
Теперь печальный факт:

0:01:13.591,0:01:16.594
в атмосферном воздухе около 78% азота,

0:01:16.594,0:01:19.396
но растения не могут [br]просто брать азот из воздуха,

0:01:19.396,0:01:22.511
поскольку он содержит [br]очень сильные тройные связи,

0:01:22.511,0:01:24.643
которые растения не могут разорвать.

0:01:24.643,0:01:26.643
Габер сделал следующее:

0:01:26.643,0:01:27.762
он понял, как можно

0:01:27.762,0:01:29.529
взять азот из воздуха

0:01:29.529,0:01:31.281
и поместить его в землю.

0:01:31.281,0:01:34.864
В 1908 году немецкий химик Фриц Габер

0:01:34.864,0:01:36.176
разработал химический способ

0:01:36.176,0:01:39.020
использования огромных запасов [br]азота из воздуха.

0:01:39.020,0:01:39.890
Габер нашёл метод,

0:01:39.890,0:01:41.594
который позволял брать азот из воздуха

0:01:41.594,0:01:43.046
и связывать его с водородом,

0:01:43.046,0:01:45.242
формируя аммиак.

0:01:45.242,0:01:47.797
Аммиак затем может быть введён в почву,

0:01:47.797,0:01:50.506
где он быстро преобразуется в нитрат.

0:01:50.506,0:01:53.100
Но если бы этот процесс [br]собирались применять ради того,

0:01:53.100,0:01:54.950
чтобы накормить население [br]всего мира, то Габеру

0:01:54.950,0:01:55.213
следовало найти

0:01:55.213,0:01:58.415
лёгкий и быстрый способ производства [br]огромного количества аммиака.

0:01:58.415,0:01:59.381
Чтобы понять,

0:01:59.381,0:02:01.900
как Габер сумел этого достичь,

0:02:01.900,0:02:02.179
нам следует знать

0:02:02.179,0:02:04.397
кое-что о химическом равновесии.

0:02:04.397,0:02:06.346
Химическое равновесие [br]может быть достигнуто,

0:02:06.346,0:02:09.514
когда реакция проходит в закрытой таре.

0:02:09.514,0:02:11.233
Например, вы помещаете

0:02:11.233,0:02:14.346
водород и азот в закрытый контейнер,

0:02:14.346,0:02:16.158
где они начинают взаимодействовать.

0:02:16.158,0:02:17.757
В самом начале эксперимента

0:02:17.757,0:02:20.370
азота и водорода очень много,

0:02:20.370,0:02:22.006
и синтез аммиака

0:02:22.006,0:02:24.098
протекает с большой скоростью.

0:02:24.098,0:02:26.680
Но по мере того, как водород и азот [br]взаимодействуют

0:02:26.680,0:02:28.261
и расходуются,

0:02:28.261,0:02:29.883
скорость реакции замедляется,

0:02:29.883,0:02:31.842
поскольку снижается [br]количество молекул обоих элементов

0:02:31.842,0:02:33.625
в контейнере.

0:02:33.625,0:02:36.347
В конце концов, молекулы аммиака [br]достигают точки,

0:02:36.347,0:02:38.058
в которой они начинают распадаться

0:02:38.058,0:02:41.339
обратно на азот и водород.

0:02:41.339,0:02:43.063
Спустя некоторое время обе реакции –

0:02:43.063,0:02:45.588
синтез и распад аммиака –

0:02:45.588,0:02:47.634
достигнут одинаковой скорости.

0:02:47.634,0:02:49.341
Когда эти скорости равны,

0:02:49.341,0:02:52.147
мы говорим, что реакция [br]достигла равновесия.

0:02:53.146,0:02:55.280
Это может хорошо звучать, [br]но не в том случае,

0:02:55.280,0:02:56.511
если вы хотите

0:02:56.511,0:02:58.817
произвести тонну аммиака.

0:02:58.817,0:03:00.336
Габер хотел, чтобы аммиак

0:03:00.336,0:03:01.855
вообще не распадался,

0:03:01.855,0:03:03.374
но если вы просто [br]дадите реакции протекать

0:03:03.374,0:03:04.865
в закрытой таре,

0:03:04.865,0:03:06.487
вот что произойдёт.

0:03:06.487,0:03:08.794
И здесь Анри Луи Ле Шателье,

0:03:08.794,0:03:09.981
французский химик,

0:03:09.981,0:03:11.271
пришёл на помощь.

0:03:11.271,0:03:12.705
Он обнаружил,

0:03:12.705,0:03:14.590
что если взять равновесную систему

0:03:14.590,0:03:16.296
и добавить к ней что-то,

0:03:16.296,0:03:17.723
скажем, азот,

0:03:17.723,0:03:18.715
система будет стремиться

0:03:18.715,0:03:20.921
вернуться к состоянию равновесия снова.

0:03:20.921,0:03:22.296
Ле Шателье также обнаружил,

0:03:22.296,0:03:23.469
что если увеличить

0:03:23.469,0:03:25.596
давление на систему,

0:03:25.596,0:03:26.761
то она будет пытаться

0:03:26.761,0:03:28.978
вернуть давление на прежний уровень.

0:03:28.978,0:03:30.675
Это можно сравнить [br]с переполненной комнатой.

0:03:30.675,0:03:32.182
Чем больше молекул,

0:03:32.182,0:03:33.773
тем выше давление.

0:03:33.773,0:03:35.529
Если мы ещё раз посмотрим [br]на наше уравнение,

0:03:35.529,0:03:37.532
то увидим, что с левой стороны

0:03:37.532,0:03:39.681
есть четыре молекулы,

0:03:39.681,0:03:41.776
а справа их только две.

0:03:41.776,0:03:44.278
Таким образом, если мы хотим, [br]чтобы в комнате стало свободнее,

0:03:44.278,0:03:45.872
и, как следствие этого, давление снизилось,

0:03:45.872,0:03:46.779
система должна начать

0:03:46.779,0:03:48.670
соединять азот и водород,

0:03:48.670,0:03:51.804
синтезируя более компактные [br]молекулы аммиака.

0:03:51.804,0:03:53.821
Габер понял, что для того, [br]чтобы производить

0:03:53.821,0:03:55.100
аммиак в большом количестве,

0:03:55.100,0:03:56.604
ему нужно было создать устройство,

0:03:56.604,0:03:59.600
которое бы непрерывно добавляло [br]азот и водород,

0:03:59.600,0:04:01.438
одновременно с этим увеличивая давление

0:04:01.438,0:04:03.314
на равновесную систему.

0:04:03.314,0:04:05.480
Именно это он и сделал.

0:04:05.480,0:04:08.030
На сегодняшний день аммиак – [br]важнейший продукт

0:04:08.030,0:04:10.313
химической промышленности по всему миру.

0:04:10.313,0:04:14.891
Примерно 131 миллион тонн [br]производится каждый год,

0:04:14.891,0:04:18.314
что примерно равно [br]119 миллиардам кг аммиака.

0:04:18.314,0:04:19.363
По массе это равносильно

0:04:19.363,0:04:21.447
30 миллионам африканских слонов,

0:04:21.447,0:04:24.314
каждый из которых [br]весит примерно 4 550 кг.

0:04:24.314,0:04:28.087
80% этого аммиака применяется [br]для производства удобрений,

0:04:28.087,0:04:29.041
в то время как остальное используется

0:04:29.041,0:04:30.937
для производства промышленных

0:04:30.937,0:04:33.314
и бытовых моющих средств [br]и других соединений азота,

0:04:33.314,0:04:35.265
таких, как азотная кислота.

0:04:35.265,0:04:36.345
Последние исследования показали,

0:04:36.345,0:04:38.837
что половина азота из этих удобрений

0:04:38.837,0:04:41.147
не усваивается растениями.

0:04:41.147,0:04:42.977
Вследствие этого азот находится

0:04:42.977,0:04:44.642
в виде летучего химического соединения

0:04:44.642,0:04:47.695
в водных ресурсах и атмосфере Земли,

0:04:47.695,0:04:49.646
нанося серьёзный ущерб [br]нашей окружающей среде.

0:04:49.646,0:04:51.475
Конечно, Габер не предвидел [br]данной проблемы,

0:04:51.475,0:04:53.095
когда представлял своё открытие.

0:04:53.095,0:04:54.773
Следуя за его новаторской концепцией,

0:04:54.773,0:04:56.388
современные учёные работают

0:04:56.388,0:04:59.054
над созданием нового [br]процесса Габера 21-го века,

0:04:59.054,0:05:01.029
который будет приносить такую же пользу

0:05:01.029,0:05:03.359
без опасных последствий.