расследования, открытые для каждого

«Набор наивных предположений» — взгляд эксперта на теории Теда Постола о гексамине

08.08.18

Cheryl Rofer

Язык: English

После химической атаки в Гуте в августе 2013 года Тед Постол обрушился на аргументы Дена Казситы, что гексамин (C6H12N4) представляет собой вещество-индикатор зарина, произведенного сирийскими властями. Постол — почетный профессор естествознания, технологии и международной безопасности в Массачусетском технологическом институте; Казсита — консультант с опытом в вопросах химического оружия. Он работал на Секретную службу США, которая занимается охраной президента.

Амины применяются при производстве зарина. Во время синтеза зарина выделяется фтороводородная кислота (HF). HF вызывает коррозию оборудования и разрушает зарин, поэтому она требует нейтрализации. HF — это кислота, а амины (гексамин и другие) — основания, которые осаждают HF и нейтрализуют ее разрушительное воздействие.

На данный момент нам уже известно, что при производстве зарина сирийские власти применяют именно гексамин. Ошибка Постола основана на непонимании как элементарной химии, так и основ химической технологии. В его рассуждениях есть и другие ошибки. В совокупности эти ошибки создают впечатление, что автор — человек, не имеющий понятия о химии, которого консультировал кто-то другой, прошедший базовый курс химии. Постол опубликовал свою электронную переписку с Казситой по этой теме, однако не потрудился изложить свою аргументацию в отдельном посте или журнальной статье.

Амины — соединения азота, происходящие от аммиака (NH3). Три атома водорода находятся в вершинах тетраэдра. В четвертой вершине находится пара электронов. В аминах один или более атомов водорода заменяются на углеродсодержащие группы, однако пара электронов остается.

Эта пара электронов может связывать кислоты. Положительно заряженный атом водорода в HF (который также называется «протон») присоединяется к паре электронов. В результате остается отрицательно заряженный атом фтора, который образует соль. Многие наркотики — это аммиачные соли.

Постол зациклился на вопросе растворимости. В ходе тщательно спланированных экспериментов первокурсники химических факультетов проводят кислотно-основную нейтрализацию в растворе. Это — отличная педагогическая практика, особенно когда применяются индикаторы, меняющие цвет. Однако это не единственный способ проведения подобной реакции.

Постол пытается разобраться с химико-технологичесим процессом синтеза зарина, как он полагает, с первооснов. Однако химическая технология во многом основана на эмпирических открытиях и обходных маневрах. Он полагает, что зарин должен производиться в чистом виде, без растворителя. Однако в ходе реакции выделяется значительное количество теплоты, которую растворитель должен удалять. Итак, он принимает стехиометрию смеси растворителя и реагирующего вещества, которая применяется при подготовке зарина, как стехиометрию реакции [стехиометрия — это соотношение количества реагирующих веществ и продуктов химической реакции]. В военном руководстве смесь изопропилового спирта (реагирующего вещества) и изопропиламина (осадителя кислоты) указана как «OPA».

Постол находит соотношение количества (молей) изопропилового спирта и изопропиламина — 2,5:1. Он делает вывод, что именно столько молекул HF может осадить одна молекула изопропиламина.

Однако структура молекулы изопропиламина позволяет понять, сколько на самом деле молекул HF она может осадить. В молекуле изопропиламина (C3H9N) есть только один атом азота и только одна пара электронов. Поэтому эта молекула может осадить только одну молекулу HF. Постол требует от Казситы «научной ссылки» на количество молекул HF, которые может осадить гексамин. В состав гексамина входят четыре атома аминного азота, так что ответ на этот вопрос — четыре. Никаких «научных ссылок» не требуется. Более сложный ответ на этот вопрос заключается в том, что конфигурация молекулы несколько скрывает пары электронов, так что четыре — максимальное количество. Реальное же количество может быть меньше.

Итак, мы увидели, где Постол совершил ошибку, недопустимую для первокурсника химического факультета. Теперь перейдем к элементарной химико-технологической ошибке.

Начнем с еще одной концепции, которую изучают на первом курсе химфака. Любая химическая реакция имеет количественное равновесие при данных температуре и давлении. Концентрации реагирующих веществ, умноженные друг на друга и деленные на концентрацию продукта реакции, представляют собой константу. Для химической реакции

константа равновесия вычисляется как

где химическое вещество в квадратных скобках означает его концентрацию. Точнее следовало бы говорить о химической активности, однако концентрация достаточно точно выражает такую активность.

Добавление избытка одного из реагирующих веществ толкает реакцию к большему выходу продукта. На последнем этапе синтеза зарина реагирующие вещества — метилфосфонилдифторид и изопропиловый спирт. Для смещения равновесия в сторону повышения выхода продукта следует использовать более дешевое и простое в производстве реагирующее вещество. В этом случае это изопропиловый спирт, также известный как «протирочный спирт». Он также может применяться в качестве растворителя. Постол предполагает, что растворитель вообще не используется, так как его пришлось бы удалять из полученного зарина. Однако химическим технологам известно множество способов удаления растворителя. При этом возможно, что в бинарном снаряде растворитель способствует распространению поражающего вещества.

Кроме того, аргументы Постола о растворимости гексамина также основаны на непонимании химической технологии. С помощью перемешивания можно смешать порошкообразное твердое вещество с жидкостью и провести необходимую реакцию. Химические технологи знают много способов проведения сложных реакций.

В аргументации Постола есть и другие, не такие значительные ошибки. В комментарии о гидрировании ацетона на странице 4 он демонстрирует неверное понимание разницы между спиртами и кетонами; на странице 9 он неверно пишет название элемента фтор [fluorine] и его соединений, а также игнорирует его функцию в растворимости; на странице 10 он переходит с процентов массы на проценты объема, не вводя плотность.

Постол исходит из наивного набора предположений, который, судя по всему, основан на опыте работы в химической лаборатории на первом курсе химического факультета. Возможно, он пользуется опытом своего «консультанта». В результате мы видим в корне неверный подход к проблеме и бессмысленные требования в адрес Дена Казситы. Аргументация Постола явно не писалась ни химиком, ни хотя бы человеком, сколько-нибудь сведущим в химии.

Cheryl Rofer

Ответить

  • (будет скрыто)