| 8695912 9216 5224 943 1. с англ., 1971, гл. 7; иосфера, пер. с англ., М., 1972.
УГЛЕРОДА ГАЛОГЕНИДЫ, соединения углерода с галогенами. У. г. обычно рассматривают как производные углеводородов, в к-рых водород полностью замещён на галоген.
Простейшими У. г. являются тетрагало-гениды общей формулы СХ4, молекулы к-рых имеют тетраэдрич. строение с расстояниями С - F, С - Сl, С - Вr и С - I, соответственно: (А) 1,36; 1,76; 1,94; 2,12, и энергиями связи (кдж/молъ): 487; 340; 285; 214 или в ккал/моль 116; 81; 68; 51. При обычных условиях CF4- газ (tкип -128 °С), СС14 - жидкость (tпл -22,9 °С, tкип 76,8 °С), СВr4 и С14- твёрдые тела (tпл 93,7 и 171 °С). Все тет-рагалогениды практически нерастворимы в воде и растворимы в органич. растворителях. В соответствии с уменьшением энергии связи устойчивость СХ4 падает, а хим. активность возрастает при' переходе от фтора к иоду. CF4 и СС14 устойчивы к нагреванию и действию воздуха, света, к-т. Сl4 легко разлагается при нагревании. Только CF4 может быть получен непосредств. взаимодействием элементов. Один из способов синтеза ССЬ и СВr4 - реакция CS2 с галогенами. С14 получают при взаимодействии СС14 с иодидами алюминия, висмута и др. металлов. Из тетрагалогенидов углерода наибольшее значение имеет четырёх-хлористый углерод. Известны также смешанные У. г., напр. CC1F3, ССВr2С12, C2Br2F4. Многие У. г. широко применяют в разл. отраслях техники, напр. лифтордихлорметан CC12F2 и трихлорфтор-метан CClsF как хладоагенты в холодильных установках (фреоны), тетра-фторэтилен C2F4 и трифторхлорэти-лен C2C1F3 - мономеры в произ-ве фторопластов, гексахлорэтан С2С16- заменитель камфоры, нек-рые фторхлор-содержащие У. г.- компоненты синтетических масел.
Лит.: А х м е т о в Н. С., Неорганическая химия, 2 изд., М., 1975. Б. А. Поповкин.
УГЛЕРОДА ДВУОКИСЬ, ангидрид. угольной кислоты, углекислый газ, СО2, оксид С (IV), высший окисел углерода. В 1756 Дж. Блэк показал, что при разложении карбоната магния выделяется газ - "связанный воздух" (его состав установил в 1789 А. Лавуазье). У. д. бесцветный газ, имеющий слегка кисловатые запах и вкус; плотность 0,0019 г/см3 (О 0С, 0,1 Мн/м2),tпл -56,6 0С, tкип -78,5 °С, критич. темп-ра 31 0С, критич. давление 7,62Мн/м2 (75,2 кгс/см2). При атм. давлении и -78,5 °С, минуя жидкое состояние, затвердевает в белую снегообразную массу ("сухой лёд"). Жидкая У. д. существует при комнатной темп-ре лишь при давлении больше 5,85 Мн/м2 (58,5 кгс/см2). Плотность жидкой СО2 0,771 г/см3 (20 0С), твёрдой 1,512 г/см3. Молекула газообразной У. д. имеет симметричную форму О = С = О с расстоянием С - О 1,162А. Твёрдая СО2 кристаллизуется в кубич. гоанецентрированной решётке, а = 5,62 А. У. д. термически устойчива, диссоциирует на окись углерода и кислород только при темп-pax выше 2000 °С. Заметно растворима в воде (по массе % ): 0,335 (0°С); 0,169 (20 °С) и частично взаимодействует с ней с образованием угольной кислоты Н2СОз. Растворяется в органич. растворителях: ацетоне, бензоле, хлороформе, спиртах. Энергично соединяется с основаниями, давая карбонаты. СО2 не горит и не поддерживает горения. Только очень активные металлы восстанавливают её при высоких темп-pax (напр., магний - при 600 °С, кальций - при 700 °С). СО2 взаимодействует с раскалённым углём: СО2 + С = =2СО (реакция имеет большое значение в металлургии); с аммиаком при 160- 200 0С и давлении 10-40 Мн/м2 (100- 400 кгс/см2): СО2 + 2NH3 == CO(NH2)2+ + Н2О; в присутствии окиси меди с водородом, образуя метан.
У. д. входит в состав воздуха: 0,03 объёмных %, общее содержание 2,3*1012 т; в гидросфере, находящейся в равновесии с атмосферой, 1,4*1014т. СО2 образуется и поступает в атмосферу при горении топлив, гниении органич. остатков, брожении, дыхании животных и человека. В результате индустриальных загрязнений содержание У. д. в атмосфере пром. городов намного превышает предельно допустимые нормы. Поэтому в ряде технически развитых стран (в т. ч. и в СССР) осуществляются мероприятия по снижению содержания У. д. в атм. воздухе (см. Охрана природы). У. д. необходима для развития растений, поглощающих её из атмосферы в процессе фотосинтеза. Атмосферы планет Марса и Венеры содержат У. д. в качестве осн. компонента.
Получают У. д. в пром-сти гл. обр. при обжиге известняка (900-1300 °С) с одновременным получением извести; очистку СО2 осуществляют поглощением её растворами соды, поташа или этанолами-на. Хранят и перевозят У. д. в сжиженном состоянии под давлением 6 Мн/м2 (60 кгс/см2) в стальных баллонах. В лаборатории СО2 обычно получают взаимодействием соляной к-ты с мрамором.
Применяется У. д. в произ-ве газированных вод, пива и сахара. СО2 идёт на изготовление "сухого льда", к-рый служит для хранения и перевозки скоропортящихся пищевых продуктов. В хим. пром-сти СО2 расходуется на получение соды, мочевины, оксикарбоновых к-т, применяется также как теплоноситель в графитовых реакторах. У. д. используется для тушения пожаров и при перевозке огнеопасных веществ.
Б. А. Поповкин.
В с. х - в е У. д. используют как удобрение. Недостаток её в воздухе, что часто наблюдается в условиях защищённого грунта, особенно при гидропонной культуре (см. Гидропоника), снижает интенсивность фотосинтеза и урожай. Для улучшения углеродного питания растений в теплицах и парниках проводят газацию, т. е. в дневное время подают в них газообразную У. д. (из баллонов) или очищенные продукты каталитич. горения природного горючего газа и твёрдого топлива (содержат до 15% СО2).
Источником газообразной У. д. может быть твёрдая У. д. ("сухой лед"), куски к-рой раскладывают в помещении, а также органич. и минеральные удобрения, выделяющие её при разложении. Эффективность удобрения У. д. зависит от условий минерального питания растений, освещённости, темп-ры почвы и воздуха.
В организме человека и животных У. д. вместе с бикарбонатами образует важную буферную систему крови. Повышение уровня парциального давления У. д. в крови увеличивает прочность связи кислорода с гемоглобином. Воздействуя (в т. ч. непосредственно) на центры продолговатого мозга, У. д. участвует в регуляции дыхания и кровообращения. Смесь кислорода (95%) и У. д. (5%) - т. н. карбоген - используют для лечения отравлений наркотиками, окисью углерода и др. В больших концентрациях У. д. токсична, вызывает гипоксию. Длит. (до неск. сут) вдыхание У. д. даже при концентрации 1,5-3% вызывает головную боль, головокружение,тошноту. При концентрации выше 6% (т. н. критич. уровень) теряется работоспособность, появляются сонливость, ослабление дыхания и сердечной деятельности, возникает опасность для жизни. Накопление У. д. в воздухе с од-новрем. снижением содержания кислорода может наблюдаться в замкнутых, плохо вентилируемых пространствах (напр., в шахтах, сточных колодцах), в помещениях, где осуществляются процессы брожения (напр., на пивоваренных заводах). Первая помощь: вынести пострадавшего на свежий воздух, провести искусств. дыхание. В воздухе жилых и обществ. зданий накопление У. д. не достигает критич. величин; её концентрация - один из сан.-гигиенич. показателей степени чистоты возд. среды.
В. Ф. Кириллов.
Лит.: Реми Г., Курс неорганической химии, пер. с нем., т. 1, М., 1972; Некрасов Б. В., Основы общей химии, 3 изд., т. 1-2, М., 1973; Ахметов Н. С., Неорганическая химия, 2 изд., М., 1975.
УГЛЕРОДА ОКИСЬ, угарный газ СО, оксид С (II), соединение углерода с кислородом; газ без цвета и запаха. У. о. впервые выделил франц. врач Ж. де Лассон в 1776 при нагревании древесного угля с окисью цинка. Плотность У. о. 0,00125 г/см3 при О °С и давлении 0,1 Мн/м2 (1 кгс/см2), tпл -205 °С, txun -191,5 °С, критич. темп-pa -140°С, критич. давление 3,46 Мн/м2 (34,6 кгс/см2). Формально углерод в У. о. имеет степень окисления + 2, однако повышенная прочность молекулы СО [энергия диссоциации 1036 кдж/моль (247 ккал/моль)] и малое межъядерное расстояние (1,128А) заставляют предположить, что атомы кислорода и углерода связаны дополнительно донорно-акцепторной связью (:С<=>О:).
У. о. - несолеобразующий окисел, не взаимодействующий при обычных условиях с водой, к-тами и щелочами. У. о. характеризуется восстановительными свойствами и склонностью к реакциям присоединения. Так, при облучении светом и в присутствии катализаторов СО соединяется с хлором (см. Фосген); а при нагревании - с кислородом, давая двуокись СО2; с серой образует сероокись COS, снек-рыми металлами - карбонилы металлов, напр. Ni (CO)4, Fe(CO)5. У. о. при повышенных темп-pax восстанавливает окислы металлов до свободных металлов (Fe; Pb; Ni; Си и др.) и взаимодействует с водородом, давая, в зависимости от условий реакции, метан, смесь высших спиртов, альдегиды, кетоны.
В атмосфере У. о. содержится в незначит. кол-вах. Встречается в виде небольших включений в пластах кам. угля. Всегда образуется в результате сгорания углерода или его соединений при недостатке воздуха и в значит. кол-вах присутствует в топочных газах, выхлопных газах автомобилей (2-10 объёмных % ), табачном дыме (0,5-1 объёмных %), являясь т. о. источником загрязнения атмосферы. Поэтому во мн. странах принима |
