Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (КА)"

Карбоновые кислоты

Карбо'новые кисло'ты, класс органических соединений, содержащих карбоксильную группу (карбоксил) . В зависимости от природы радикала, связанного с группой – COOH, К. к. могут принадлежать к алифатическому (жирному), алициклическому, ароматическому или гетероциклическому ряду. По числу карбоксильных групп в молекуле различают одно-, двух– и многоосновные (соответственно моно-, ди– и поликарбоновые) кислоты. Кроме того, К. к. могут быть насыщенными (предельными) и ненасыщенными (непредельными), содержащими в молекулах двойные или тройные связи.

  Большинство К. к. имеет тривиальные названия, многие из которых связаны с их нахождением в природе, например муравьиная, яблочная, валериановая, лимонная кислоты. По Женевской номенклатуре наименования К. к. производят от названий углеводородов с тем же числом атомов углерода, прибавляя окончание «овая» и слово «кислота», например метановая кислота (муравьиная), этановая кислота (уксусная) и т.д. Нередко К. к. рассматривают как производные углеводородов; например, кислоту строения HC º С – COOH называют ацетиленкарбоновой кислотой.

  Кислотные свойства обусловлены способностью К. к. к диссоциации в водном растворе:

RCOOH Û RCOO^- + H⁺ .

  Как правило, К. к. слабее минеральных. Константы диссоциации одноосновных насыщенных кислот жирного ряда при 25°С изменяются от 1,7×10^-4 (муравьиная кислота) до 1,3^. 10^-5 (высшие гомологи). Сила К. к. существенно зависит также от электрофильности радикала, связанного с карбоксилом. Введение электроотрицательных заместителей (например, NO₂ , CN, Cl) в положение, соседнее с карбоксильной группой, резко повышает кислотность, например циануксусная кислота CNCH₂ COOH примерно в 200 раз сильнее уксусной кислоты CH₃ COOH. По мере удаления от карбоксила влияние заместителей ослабевает. Дикарбоновые кислоты сильнее монокарбоновых, причём влияние одного карбоксила на другой тем больше, чем они ближе расположены друг к другу. Так, в ряду кислот щавелевая кислота HOOC—COOH сильнее малоновой кислоты HOOCCH₂ COOH, которая, в свою очередь, сильнее янтарной HOOC (CH₂ )₂ COOH, и т.д. Кислотность непредельных кислот выше, чем предельных; влияние двойной связи тем сильнее, чем она ближе расположена к карбоксилу. Так, акриловая кислота CH₂ =CH—СООН в 4 раза сильнее пропионовой CH₃ —CH₂ —COOH. Ароматические кислоты сильнее предельных алифатических (например, константа диссоциации бензойной кислоты 6,5^. 10^-5 ).

  К. к. – жидкие (например, низшие жирные кислоты) или твёрдые (например, высшие жирные и ароматические кислоты) вещества (см. табл. ). Низшие члены насыщенных К. к. жирного ряда хорошо растворимы в воде, средние члены (C₄ – C₁₀ ), а также ароматические кислоты – ограниченно, высшие жирные кислоты в воде не растворимы; как и ароматические кислоты, они хорошо растворяются в спирте, эфире, бензоле.

  Наиболее важные химические свойства К. к. – способность превращаться в производные. При взаимодействии с основаниями К. к. дают соли :

RCOOH + NaOH ® RCOONa + H₂ O.

При действии на К. к. спиртов в присутствии минеральных кислот легко образуются эфиры сложные :

RCOOH + R'OH ® RCOOR' + H₂ O;

при действии галогенангидридов минеральных кислот (например, PCl₃ , POCl₃ , SOCl₂ )– галогенангидриды К. к. RCOX (X – атом галогена). При нагревании кислот с водоотнимающими средствами получаются ангидриды К. к. (RCO)₂ O. Галогенангидриды и ангидриды К. к. применяют как ацилирующие агенты. Отщепление воды от аммониевых солей К. к. (1) и реакция галогенангидридов с аммиаком (2) приводят к амидам кислот :

1) RCOONH₄ ® RCONH₂ + H₂ O

2) RCOCI + 2NH₃ ® RCONH₂ + NH₄ CI.

  Методы получения К. к. весьма многочисленны. Окислением первичных спиртов и альдегидов получают К. к. с тем же числом атомов углерода. Окисление кетонов сопровождается разрывом связи С—С; из циклических кетонов образуются дикарбоновые кислоты, например адипиновая кислота из циклогексанона:

Насыщенные углеводороды могут быть подвергнуты деструктивному окислению с образованием смеси продуктов, в том числе и карбоновых кислот. Этим методом из 1 m парафина обычно получают около 350 кг К. к. Окисление боковой цепи жирно-ароматических углеводородов либо многоядерных ароматических углеводородов приводит к ароматическим К. к.; например, фталевая кислота получается окислением о -ксилола или нафталина:

  Ненасыщенные углеводороды окисляются по месту двойной связи:

.

  Важный метод синтеза К. к. – гидролиз их нитрилов, легко получаемых взаимодействием галогенопроизводных углеводородов с цианистым натрием:

RCI + NaCN ® RCN ® RCOOH.

  В настоящее время промышленное значение приобрёл метод синтеза К. к. карбонилированием, т. е. введением группы CO в органические соединения:

  Некоторые К. к. получают из природных продуктов. Так, щелочным гидролизом (омылением) жиров получают соли высших жирных кислот (мыла) и глицерин . Лимонную кислоту получают из ботвы хлопчатника и из стеблей махорки (после выделения из них никотина). Многие К. к. получают сбраживанием углеводов в присутствии бактерий определённого вида (маслянокислое, молочнокислое, лимоннокислое и др. виды брожения).

  К. к. широко распространены в природе в свободном состоянии и в виде производных (главным образом сложных эфиров). Так, в летучем масле герани содержится пеларгоновая кислота, в лимонах – лимонная. В состав животных и растительных жиров и масел входят глицериды высших нормальных К. к. жирного ряда, из которых преобладают пальмитиновая кислота , стеариновая кислота и олеиновая кислота .

  К. к., их производные, а также многочисленные соединения, содержащие наряду с карбоксильной иные функциональные группы (например, аминокислоты , оксикислоты и др.), имеют большое биологическое значение и находят разнообразное практическое применение. Муравьиную и уксусную кислоты, например, применяют при крашении и печатании тканей; уксусную кислоту и уксусный ангидрид – в производстве ацетилцеллюлозы . Аминокислоты входят в состав белков. В медицине используют салициловую кислоту, n -аминосалициловую кислоту (ПАСК) и др.

  Высшие жирные К. к. широко применяют как сырьё для производства мыла , лаков и красок , поверхностно-активных веществ, как эмульгаторы в производстве каучуков, как пластификаторы в производстве резин и др. Адипиновая кислота – один из исходных продуктов в производстве полиамидного волокна (найлона), терефталевая – в производстве полиэфирного волокна (лавсана, терилена), полимерный нитрил акриловой кислоты (орлон) применяют как синтетическое волокно, близкое по свойствам к натуральной шерсти. Полимеры и сополимеры эфиров метакриловой кислоты используют как органическое стекло.

Некоторые представители карбоновых кислот и их свойства

*В скобках указана температура (в °С). ** 1 мм рт.ст. = 133,322 н/м² .

  Лит.: Неницеску К. Д., Органическая химия, пер. с рум., т. 1—2, М., 1962—1963; Несмеянов А. Н., Несмеянов Н. А., Начала органической химии, кн. 1—2, М., 1969—70.

Карбораны

Карбора'ны, химические соединения, состоящие из атомов бора, углерода и водорода, общей формулы B_n C_m H_n+m. В К. атомы В и С расположены по вершинам более или менее правильного многогранника, причём каждый атом В или С связан с одним атомом Н. В К. один из атомов В или С может быть замещен на атом другого элемента, например фосфора, мышьяка, олова, алюминия и т.д. Агрегатное состояние К. по мере увеличения n меняется от газообразного до твёрдого. К. и их производные отличаются высокой термической и химической стабильностью. По свойствам они во многом аналогичны ароматическим углеводородам и способны к разнообразным превращениям, которые связаны с замещением атомов Н, стоящих у атома С или В. К. получают в основном взаимодействием производных ацетилена с соответствующими бороводородами .

  Карборан B₁₀ C₂ H₁₂ применяют для получения различного типа полимеров, используемых в твёрдых ракетных топливах и в качестве термостойких покрытий.

  Лит.: Михайлов Б. М., Химия бороводородов, М., 1967; Жигач А. Ф., Стасиневич Д. С., Химия гидридов, Л., 1969.

  Н. И. Бекасова.

Карборунд

Карбору'нд, SiC, соединение кремния с углеродом; то же, что кремния карбид .

Карботермия

Карботерми'я (от карбо... и греч. therme – теплота, жар), металлургические процессы, основанные на восстановлении металлов из их соединений углеродом и углеродсодержащими материалами при повышенных температурах. Наиболее распространённый углеродсодержащий материал – металлургический кокс. Различают прямое восстановление (твёрдым углеродом) и косвенное (окисью углерода). Карботермическое восстановление лежит в основе металлургии железа (см. Доменное производство ). В цветной металлургии с помощью К. получают свинец, олово, значительную часть цинка и некоторые др. металлы.

  Лит.: Есин О. А. и Гельд П. В., Физическая химия металлургических процессов, ч. 1, Свердловск, 1962.

Карботион

Карботио'н, карбатион, N-метилдитиокарбамат натрия, химическое средство борьбы с почвенными возбудителями болезней растений и сорняками (см. Стерилизаторы почвы ).

Карбофос

Карбофо'с, О, О-диметил-S-1,2-дикарбоэтоксиэтилдитиофосфат, химическое средство борьбы с вредными насекомыми. См. Инсектициды .

Карбоцепные полимеры

Карбоцепны'е полиме'ры,полимеры , основная цепь макромолекул которых построена только из атомов углерода.

Карбоциклические соединения

Карбоцикли'ческие соедине'ния (от карбо ... и греч. kykios – круг, кольцо), изоциклические соединения, органические соединения, содержащие в молекулах кольца (циклы) из атомов углерода. К. с. отличаются от гетероциклических соединений , циклы которых содержат, кроме атомов углерода, атомы др. элементов, чаще всего О, N или S, а также от ациклических соединений , не содержащих циклов. К. с. – один из основных классов органических соединений, который подразделяют на алициклические соединения и ароматические соединения (бензоидного и небензоидного характера). К. с. чрезвычайно распространены; многие из них имеют большое практическое значение. Так, к ним относится значительная часть углеводородов нефти, терпенов, ряд антибиотиков, многие красители, лекарственные вещества, инсектициды и др.; их применяют для получения синтетических смол, пластических масс и т.д.

Карбромал

Карброма'л, адалин, лекарственный препарат из группы снотворных средств . Применяют в порошках и таблетках как успокаивающее при неврастении, истерии, различных заболеваниях нервной системы; как снотворное – при затруднённом засыпании, повышенно чутком сне. Противопоказание – повышенная чувствительность к брому .

Карбункул

Карбу'нкул (лат carbunculus, буквально – уголёк; старинное рус. название – огневик, углевик), острое гнойно-некротическое воспаление кожи и подкожной клетчатки вокруг группы волосяных мешочков и сальных желёз, имеющее тенденцию к быстрому распространению. К. располагаются обычно на задней части шеи, на лице, пояснице, спине; возникают чаще всего при загрязнении кожи в местах трения её одеждой, вследствие попадания гноеродных микробов (стафило– и стрептококков). Возникновению и развитию К. способствуют истощение, сахарный диабет, нарушения деятельности желудочно-кишечного тракта, печени и почек. Кожа в месте поражения воспалённая, багрово-синяя; процесс протекает с нагноением. При отторжении омертвевших участков в коже образуется множество воронкообразных отверстий, затем – рана с грязно-серым дном и подрытыми краями. К. сопровождается общей интоксикацией, высокой температурой, в тяжёлых случаях – рвотой, потерей сознания. Лечение: покой, обкалывание К. новокаином с антибиотиками, рентгенотерапия, УВЧ, переливание крови, высококалорийная диета; в стадии некроза – хирургическая операция. Профилактика: гигиеническое содержание кожи и белья.

  А. Б. Галицкий.

Карбунский клад

Карбу'нский клад, комплекс предметов раннего этапа трипольской культуры , найден в 1961 на месте трипольского поселения у с. Карбуна, ныне Новоанненского района Молдавской ССР. Это единственная находка такого клада в Восточной Европе. В глиняном сосуде, прикрытом сверху др. сосудом, находились медные топоры, пластинчатые и спиральные браслеты, бусы, антропоморфные фигурки; топоры и бусы из цветного мрамора и камня, амулет из зуба человека, костяная женская фигурка, бусы и декоративные пластины из морских раковин. Ритуальное назначение некоторых предметов позволяет предположить, что владельцем клада был племенной вождь и жрец.

  Лит.: Сергеев Г. П., Раннетрипольский клад у села Карбуна, «Советская археология», 1963, № 1.

  Э. А. Рикман.

Карбунский клад. Сосуд, в котором был найден клад.

Карбыш

Ка'рбыш, название двух различных видов грызунов: суслика-песчаника (Citellus fulvus) и хомяка обыкновенного (Cricetus cricetus). См. Суслики , Хомяки .

Карбышев Дмитрий Михайлович

Ка'рбышев Дмитрий Михайлович [14(26).10.1880, Омск, – 18.2.1945, Австрия, лагерь смерти Маутхаузен], советский военачальник, генерал-лейтенант инженерных войск (1940), профессор, доктор военных наук (1941), Герой Советского Союза (16.8.1946). Член КПСС с 1940. Родился в семье военного чиновника. Окончил Николаевское инженерное училище (1900) и Николаевскую инженерную академию (1911). Участвовал в русско-японской войне 1904—05. С 1911 руководил строительством фортов Брестской крепости. Во время 1-й мировой войны 1914—18 – в управлении начальника инженерных войск 11-й и 8-й армий, последний чин – подполковник. С декабря 1917 отрядный инженер Красной Гвардии в Могилёве-Подольском. В Гражданскую войну 1918—20 организовывал инженерное обеспечение операций по разгрому войск Колчака и Врангеля. В 1921—23 на ответственных должностях в штабе вооруженных сил Украины и Крыма и Украинского военного округа. В 1923—26 председатель Инженерного комитета Главного военно-инженерного управления РККА. С 1926 на преподавательской работе в Военной академии им. Фрунзе, с 1936 в Военной академии Генштаба. Автор многих научных трудов: «Инженерная подготовка границ СССР» (книга 1, 1924), «Разрушения и заграждения» (1931, совместно с И. Киселевым и И. Масловым), «Инженерное обеспечение боевых действий стрелковых соединений» (ч. 1—2, 1939—1940) и др. К. разработал основы теории инженерного обеспечения операций и боевого применения инженерных войск. В начале Великой Отечественной войны 1941—45, находясь на фронте (Западная Белоруссия), 8 августа 1941 был тяжело контужен и попал в плен. Вёл антифашистскую агитацию среди пленных в лагерях смерти (Замосць, Майданек и др.), был зверски замучен фашистами. Награжден орденом Ленина (посмертно), до войны – орденами Красного Знамени, Красной Звезды и медалью 20 лет РККА. К. установлены памятники в Маутхаузене, Омске, Таллине.

  Соч.: Избр. научные труды, М., 1962.

  Лит.: Солдат, герой, ученый, М., 1961.

  А. И. Иволгин, В. А. Пурин.

Д. М. Карбышев.

Карбюратор

Карбюра'тор (от франц. carburateur), прибор для дозировки топлива и приготовления горючей смеси из жидкого топлива и воздуха для питания двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием. Процесс приготовления горючей смеси называется карбюрацией. Для того чтобы топливо в цилиндрах сгорало полностью с большой скоростью, выделяя при этом возможно большее количество тепла, оно должно быть подготовлено к сгоранию. Подготовка смеси заключается в том, что жидкое топливо раздробляется на мелкие капельки (распыливается), интенсивно перемешивается с воздухом и испаряется. Распыливание топлива в К. происходит в результате попадания тонкой струи топлива, вытекающего из распылителя, в быстродвижущийся поток воздуха, который разбивает струю топлива на мелкие капли, смешивается с ним и увлекает топливо по впускному трубопроводу в цилиндры двигателя.

  По направлению воздушного потока К. делятся на 3 группы: с падающим (нисходящим) потоком, с восходящим и с горизонтальным. К. с нисходящим потоком получили преимущественное распространение на автомобильных двигателях. К. с горизонтальным потоком применяются главным образом на мотоциклах, лодочных двигателях, а также на форсированных автомобильных двигателях.

  К. (рис. ) присоединяется к впускному трубопроводу двигателя. Во время такта впуска поршень движется от головки цилиндра, в результате чего в цилиндре создаётся разрежение, поэтому наружный воздух устремляется в цилиндр и, проходя с большой скоростью через смесительную камеру К., увлекает за собой топливо. Количество подаваемой в цилиндр горючей смеси регулируют дроссельной заслонкой. Простейший К. не обеспечивает требуемого изменения состава горючей смеси при переходе от одного режима работы двигателя к другому. Для обеспечения необходимого качества состава смеси на всех режимах работы К. имеют дозирующие устройства с автоматическим регулированием. График изменения состава горючей смеси, подаваемой в двигатель в зависимости от расхода воздуха или нагрузки двигателя, называется характеристикой К.

  Регулировка К. и его техническое состояние существенно влияют на работу двигателя. Нарушение регулировки К. приводит к ухудшению экономичности, динамических качеств автомобиля, а также к увеличению токсичности отработавших газов.

  Лит.: Грибанов В. И., Орлов В. А., Карбюраторы двигателей внутреннего сгорания, 2 изд., Л., 1967; Блейз Н. Г., Автомобильные карбюраторы, бензонасосы, фильтры, М., 1967.

  Б. А. Куров.

Схема простейшего карбюратора: 1 – смесительная камера; 2 – диффузор; 3 – воздушный патрубок; 4 – воздушная заслонка; 5 – топливопровод; 6 – отверстие, соединяющее поплавковую камеру с атмосферой; 7 – запорная игла; 8 – поплавок; 9 – поплавковая камера; 10 – жиклер; 11 – распылитель; 12 – дроссельная заслонка.

Назад к карточке книги "Большая Советская Энциклопедия (КА)"