БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (УГ)

Углеро'да галогени'ды,соединения углерода с галогенами. У. г. обычно рассматривают как производные углеводородов, в которых водород полностью замещен на галоген.

Простейшими У. г. являются тетрагалогениды общей формулы CX 4, молекулы которых имеют тетраэдрическое строение с расстояниями С—F, С—Сl, С—Вr и С—I, соответственно: (Å) 1,36; 1,76; 1,94; 2,12, и энергиями связи ( кдж/моль ) : 487; 340: 285; 214 или в ккал/моль 116; 81; 68; 51. При обычных условиях CF 4— газ (t kип—128 °С), CCl 4— жидкость (t пл—22,9 °С, t kип76,8 °C), CBr 4и Cl 4— твёрдые тела ( t пл 93,7 и 171 °С). Все тетрагалогениды практически нерастворимы в воде и растворимы в органических растворителях. В соответствии с уменьшением энергии связи устойчивость CX 4падает, а химическая активность возрастает при переходе от фтора к иоду. CF 4и CCl 4устойчивы к нагреванию и действию воздуха, света, кислот. Cl 4легко разлагается при нагревании. Только CF 4может быть получен непосредственно взаимодействием элементов. Один из способов синтеза CCl 4и CBr 4— реакция CS 2с галогенами. Cl 4получают при взаимодействии CCl 4с иодидами алюминия, висмута и др. металлов. Из тетрагалогенидов углерода наибольшее значение имеет четырёххлористый углерод. Известны также смешанные У. г., например CClF 3, CCBr 2Cl 2, С 2Вг 2F 4. Многие У. г. широко применяют в различных отраслях техники, например дифтордихлорметан CCl 2F 2и трихлорфторметан CCl 3F как хладоагенты в холодильных установках ( фреоны ) , тетрафторэтиленC 2F 4 и трифторхлорэтилен C 2ClF 3— мономеры в производстве фторопластов, гексахлорэтан C 2Cl 6— заменитель камфоры, некоторые фторхлор-содержащие У. г.— компоненты синтетических масел.

Лит.: Ахметов Н. С., Неорганическая химия, 2 изд., М., 1975.

Б. А. Поповкин.

Углеро'да двуо'кись,ангидрид угольной кислоты, углекислый газ, CO 2, 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/см 3 (0 °С. 0,1 Мн/м 2 ) , t пл —56,6 °С. t kип—78,5 °С, критическая температура 31 °С, критич. давление 7,62 Мн/м 2 (75,2 кгс/см 2 ) . При атмосферном давлении и —78,5 °С, минуя жидкое состояние, затвердевает в белую снегообразную массу («сухой лёд»). Жидкая У. д. существует при комнатной температуре лишь при давлении больше 5,85 Мн/м 2 (58,5 кгс/см 2 ) . Плотность жидкой CO 20,771 г/см 2 (20 °С), твёрдой 1,512 г/см 3. Молекула газообразной У. д. имеет симметричную форму О=С=О с расстоянием С—О 1,162 Å. Твёрдая CO 2кристаллизуется в кубической гранецентрированной решётке, а=5,62 Å. У. д. термически устойчива, диссоциирует на окись углерода и кислород только при температурах 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 H 2CO 3. Растворяется в органических растворителях: ацетоне, бензоле, хлороформе, спиртах. Энергично соединяется с основаниями, давая карбонаты. CO 2не горит и не поддерживает горения. Только очень активные металлы восстанавливают её при высоких температурах (например, магний — при 600 °С, кальций — при 700 °С). CO 2взаимодействует с раскалённым углём: CO 2+ С =2СО (реакция имеет большое значение в металлургии); с аммиаком при 160— 200 °С и давлении 10—40 Мн/м 2 (100— 400 кгс/см 2 ) : CO 2+ 2NH 3= CO (NH 2) 2+ + H 2O; в присутствии окиси меди с водородом, образуя метан.

У. д. входит в состав воздуха: 0,03 объёмных %, общее содержание 2,3×10 12 т, в гидросфере, находящейся в равновесии с атмосферой, 1,4×10 14 т. CO 2образуется и поступает в атмосферу при горении топлив, гниении органических остатков, брожении, дыхании животных и человека. В результате индустриальных загрязнений содержание У. д, в атмосфере промышленных городов намного превышает предельно допустимые нормы. Поэтому в ряде технически развитых стран (в том числе и в СССР) осуществляются мероприятия по снижению содержания У. д. в атмосферном 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 основного компонента.

Получают У. д. в промышленности главным образом при обжиге известняка (900—1300 °С) с одновременным получением извести; очистку 002 осуществляют поглощением её растворами соды, поташа или этаноламина. Хранят и перевозят У. д. в сжиженном состоянии под давлением 6 Мн/м 2 (60 кгс/см 2 ) в стальных баллонах. В лаборатории CO 2обычно получают взаимодействием соляной кислоты с мрамором.

Применяется У. д. в производстве газированных вод, пива и сахара. CO 2идёт на изготовление «сухого льда», который служит для хранения и перевозки скоропортящихся пищевых продуктов. В химической промышленности CO 2расходуется на получение соды, мочевины, оксикарбоновых кислот, применяется также как теплоноситель в графитовых реакторах. У. д. используется для тушения пожаров и при перевозке огнеопасных веществ.

Б. А. Поповкин.

В сельском хозяйстве У. д. используют как удобрение. Недостаток её в воздухе, что часто наблюдается в условиях защищенного грунта, особенно при гидропонной культуре (см. Гидропоника ) , снижает интенсивность фотосинтеза и урожай. Для улучшения углеродного питания растений в теплицах и парниках проводят газацию, то есть в дневное время подают в них газообразную У. д. (из баллонов) или очищенные продукты каталитического горения природного горючего газа и твёрдого топлива (содержат до 15% CO 2). Источником газообразной У. д. может быть твёрдая У. д. («сухой лед»), куски которой раскладывают в помещении, а также органические и минеральные удобрения, выделяющие её при разложении. Эффективность удобрения У. д. зависит от условий минерального питания растений, освещённости, температуры 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. Бездействуя (в том числе непосредственно) на центры продолговатого мозга, У. д. участвует в регуляции дыхания и кровообращения. Смесь кислорода (95%) и У. д. (5%) — так называемый карбоген — используют для лечения отравлений наркотиками, окисью углерода и др. В больших концентрациях У. д. токсична, вызывает гипоксию. Длительное (до нескольких сут ) вдыхание У. д. даже при концентрации 1,5—3% вызывает головную боль, головокружение, тошноту. При концентрации выше 6% (так называемый критический уровень) теряется работоспособность, появляются сонливость, ослабление дыхания и сердечной деятельности, возникает опасность для жизни. Накопление У. д. в воздухе с одновременным снижением содержания кислорода может наблюдаться в замкнутых, плохо вентилируемых пространствах (например, в шахтах, сточных колодцах), в помещениях, где осуществляются процессы брожения (например, на пивоваренных заводах). Первая помощь: вынести пострадавшего на свежий воздух, провести искусственное дыхание. В воздухе жилых и общественных зданий накопление У. д. не достигает критических величин; её концентрация — один из санитарно-гигиенических показателей степени чистоты воздушной среды.