Исследования азота

Исследования механизма азотфиксации

Развитие исследований механизма азотфиксации идет полным ходом, хотя сложности биологического объекта неизбежно порождают трудности. Фундаментальные открытия и достижения последних лет обогатили все основные разделы, явились истоком новых перспективных научных направлений, создали научный «задел», на основе которого может быть обеспечено дальнейшее развитие проблемы. Следует подчеркнуть, что на многих важнейших направлениях в решении проблемы советские ученые занимают передовые позиции. Еще трудно говорить о том, какие именно сдвиги в разрешении этой труднейшей и интереснейшей проблемы века произойдут в недалеком будущем, но уже ясно, что мы находимся на пороге раскрытия тайны азотфиксации. В небиологических реакциях теперь уже осуществлено несколько возможных способов восстановления азота атмосферы. Это говорит о том, что химия азота более сложна, чем это считалось ранее. Можно не сомневаться в том, что интенсификация исследований в области биологической азотфиксации позволит получить данные, необходимые для решения теоретических и прикладных аспектов проблемы в целом.

Исследования азотфиксирующей системы клетки

бактерии

Специфика процесса, механизм превращения на пути образования аммиака, обусловливаемый каталитическими реакциями, однако оставались еще неизвестными. Для выяснения вопроса требовались более глубокие исследования азотфиксирующей системы клетки, исследования ферментных систем, участвующих в фиксации азота. Исследования химизма процесса, проводимые па физиологическом уровне с растущими клетками азотфиксаторов, не позволяли выявить ферментный механизм процесса, так как не создавали возможности изучения его изолированных стадий. Из-за отсутствия достоверных данных первые представления о ферментах азотфиксации носили гипотетический характер. Коротко рассмотрим работы, заложившие основы ферментного механизма процесса фиксации атмосферного азота.

Разрешение вопроса о каталитических связях биологической фиксации азота требовало перехода от метода изучения механизма в растущих культурах на целых клетках азотфиксаторов к методу бесклеточных препаратов, дававшему возможность изучения ферментных систем и промежуточных продуктов обмена, для которых непроницаема оболочка живой неповрежденной клетки.

Исследования каталитических систем

Детальные исследования каталитических систем на основе комплексов молибдена и ванадия, восстанавливающих азот до гидразина и аммиака при обычной температуре н атмосферном давлении, а также катализаторов па основе комплексов железа, способных осуществлять газофазный синтез аммиака из молекулярного азота и водорода при атмосферном давлении и относительно низких температурах, позволили сделать ряд важных выводов о механизме процесса химической фиксации азота. Самое удивительное, что аммиак этим способом можно получать при комнатной температуре из химически прочной и «инертной», состоящей из двух атомов молекулы азота. «Мнение об исключительной инертности азота, как и мнение об уникальности биологического восстановления азота, оказалось лишь следствием недостаточности наших знаний, а противоречивые представления о молекулярном азоте настолько укоренились, что долгие годы были причиной психологического барьера, мешавшего обнаружить целый ряд сравнительно простых реакций азота».

Может быть, именно здесь начинается новая страница истории синтетического аммиака, о получении которого мечтал еще выдающийся русский химик, создатель периодической системы элементов Дмитрий Иванович Менделеев (1834—1907): «Одну из задач прикладной химии составляет отыскание технически выгодного способа получить из азота воздуха его соединения, заключающие ассимилируемый азот», — писал он во всемирно известных «Основах химии» в 1869 г.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


*

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>