Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (КИ)"

Кислоты и основания

Кисло'ты и основа'ния, классы химических соединений. Обычно кислотами называют вещества, содержащие водород (HCl, HNO₃ , H₂ SO₄ , CH₃ COOH и т.д.) и диссоциирующие в воде с образованием ионов Н⁺ (точнее, ионов гидроксония H₃ O⁺ ). Присутствие этих ионов обусловливает характерный острый вкус водных растворов кислот, а также их способность изменять окраску индикаторов химических . По числу отщепляющихся протонов различают кислоты одноосновные (например, азотная HNO₃ , соляная HCl, уксусная CH₃ COOH), двухосновные (серная H₂ SO₄ , угольная H₂ CO₃ ), трехосновные (ортофосфорная H₃ PO₄ ). Чем больше ионов гидроксония присутствует в водном растворе кислоты, т. е. чем выше степень диссоциации последней, тем кислота сильнее. Кислоты, полностью диссоциированные в разбавленных растворах, называют сильными. К слабым относятся кислоты с константой ионизации (характеризующей степень диссоциации кислоты в растворе, например, при 25 °С) ниже 10^-5 (уксусная 1,8×10^-5 , синильная 7,9×10^-10 ). Диссоциация многоосновных кислот происходит в несколько ступеней, каждая из которых имеет свою константу ионизации. Например, константа ионизации H₃ PO₄ на

  Н⁺ и H₂ PO^-₄ 7×10^-3 , H₂ PO₄^- на Н⁺ и HPO₄^2- 8×10^-8 , HPO₄^2- на Н+ и PO₄^3- 4,8×10^-13 . Об органических кислотах см. также Карбоновые кислоты . Основаниями обычно называют вещества, содержащие гидроксильную группу OH [КОН, NaOH, Ca (OH)₂ и др.] и способные диссоциировать в водном растворе с образованием гидроксильных ионов OH^- . Большинство оснований нерастворимо в воде. Растворимые в воде основания называют щелочами . Присутствием ионов OH^- и объясняется характерный щелочной вкус растворов щелочей, а также их способность изменять окраску индикаторов. Основания с 1, 2, 3 гидроксильными группами называются соответственно одно-, двух-, трёхкислотными. Не полностью диссоциирующие при растворении в воде основания называются, как и кислоты, слабыми. К сильным основаниям относятся гидроокиси калия KOH, натрия NaOH, бария Ba (OH)₃ . О принципах установления названий К. и о. см. Номенклатура неорганических соединений .

  Понятия К. и о. возникли ещё на заре развития химии. В 1778 французский химик А. Л. Лавуазье попытался объяснить особенности свойств кислот содержанием кислорода. Несостоятельность такого мнения стала очевидной, когда оказалось, что многие кислородсодержащие вещества (окислы металлов, щелочи, соли и др.) не проявляют кислотных свойств, а ряд типичных кислот (соляная, синильная, плавиковая и др.), как показали английский учёный Г. Дэви (1810) и французский учёный Ж. Л. Гей-Люссак (1814), не содержат кислорода. Шведский химик И. Я. Берцелиус (1812—19) видел причину кислотных и основных свойств в электрической природе окислов: электроотрицательные окислы неметаллов (и некоторых металлов – хрома, марганца) он считал кислотами, а электроположительные окислы металлов – основаниями. В 1814 Г. Дэви предложил признать носителем кислотных свойств водород, входящий в состав всех известных тогда соединений, обладающих кислотными свойствами, а немецкий химик Ю. Либих (1833) внёс существенное уточнение, что кислотные свойства вещества обусловлены не всеми содержащимися в нём атомами водорода, а лишь теми из них, которые могут замещаться металлом с образованием солей . После появления (1884—87) теории электролитической диссоциации шведского учёного С. Аррениуса кислотами стали называть соединения, при диссоциации которых в водном растворе образуются ионы водорода Н⁺ , а основаниями – соединения, диссоциирующие с отщеплением иона гидроксила OH^- . По мере развития теории растворов стало ясно, что важную роль в процессе электролитической диссоциации веществ играет взаимодействие как самих веществ, так и продуктов их диссоциации с растворителем. Было выяснено также, что ион Н⁺ не может находиться в растворе в свободном виде: вследствие очень высокой плотности заряда он прочно соединяется с молекулами растворителя (сольватируется) и реально существует в виде сольватного иона, в водных растворах – иона гидроксония, который и является носителем кислотных свойств.

  Определение понятий К. и о. на основе теории электролитической диссоциации часто вполне достаточно для практических целей. Однако, как было установлено уже давно, многие соединения, проявляющие типичные свойства К. и о., не содержат ни водорода ни групп ОН. Кроме того, одно и то же вещество нередко в одних реакциях ведёт себя как кислота, а в других – как основание (см. Амфотерность ). Способность вещества реагировать как кислота или основание является, таким образом, не абсолютным свойством этого вещества, а выражается в конкретных химических реакциях, относимых к классу кислотно-основных. В таких реакциях одно из взаимодействующих веществ играет роль кислоты по отношению к другому веществу, играющему роль основания. Итак, способность вещества реагировать в качестве кислоты или основания является его функциональной характеристикой. Было предпринято множество попыток разработать единую теорию, которая позволила бы, с учётом указанных обстоятельств, однозначно относить данное вещество к классу кислот или оснований. Однако до сих пор единого критерия для этого не найдено. Наиболее распространены две концепции – датского физико-химика И. Н. Брёнстеда и американского физико-химика Г. Н. Льюиса (1923). Брёнстед относит к классу кислот водородсодержащие вещества, отдающие при реакциях положительные ионы водорода – протоны (т. н. протонные, или брёнстедовские, кислоты), а к классу оснований – вещества, присоединяющие протоны. Функции К. и о., по Брёнстеду, могут выполнять как нейтральные молекулы, так и ионы. Химическая реакция, при которой происходит передача протона от кислоты к основанию: АН+В^– Û А^- +ВН (где АН – кислота, а В^- – основание), называется кислотно-основной, или протолитической. Поскольку протолитические реакции обратимы, причем в обратной реакции, так же как и в прямой, происходит передача протона, продукты прямой реакции также выполняют друг по отношению к другу функцию К. и о. (так называемые сопряженные К. и о.), то есть ВН – кислота, а А^- – основание. Например, в реакции: H₂ SO₄+ H₂ O Û HSO^-₄ + H₃ O⁺ кислотами являются H₂ SO₄ , и H₃ O⁺ , а HSO^-₄ и H₂ O – основания. Концепция Брёнстеда дает четкий критерий для отнесения химических реакций к типу кислотно-основных, позволяет выражать в количественной форме основные характеристики протолитических равновесий и расположить водородсодержащие вещества в ряд по возрастанию их способности отдавать протон, то есть по их кислотности. Эти достоинства теории протолитических равновесий обусловили ее предсказательную силу и обеспечили широкое использование брёнстедовских представлений в химической практике. В то же время концепции Брёнстеда свойственна ограниченность, выражающаяся в том, что, связывая кислотные свойства вещества с наличием в его составе водорода, она все же оставляет в стороне большое число веществ кислотного характера, не содержащих водорода. К таким веществам, получившим в химии название апротонных, или льюисовских, кислот, относятся электронно-ненасыщенные соединения, например галогениды бора, алюминия и олова, окислы некоторых металлов и т.д. Согласно концепции Льюиса, восполняющей в какой-то степени вышеуказанный пробел, кислотой называют вещество, присоединяющее при химической реакции пару электронов, а основанием – вещество, отдающее пару электронов. Результатом является восполнение электронной ненасыщенности молекулы кислоты за счет электронов основания, а также возникновения нового соединения (соли) с устойчивой электронной оболочкой (в частности, октетом) и донорно-акцепторной связью, например:

  где BF₃ – кислота, а NH₃ – основание. Важная особенность кислотно-основных реакций, по Льюису, состоит в обобществлении электронной пары основания. Этим они отличаются от окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых молекулы окислителя полностью отбирают по одному или несколько электронов у молекул восстановителя; никаких обобществленных орбит при этом не возникает. В отличие от Брёнстеда, Льюис связывает кислотно-основные свойства не с наличием определенных химических элементов (в частности, водорода), а исключительно со строением внешних электронных оболочек атомов. В то же время между обеими концепциями имеется внутренняя связь, основанная на том, что для иона Н⁺ , так же как и для льюисовских кислот, характерно сильное сродство к электронной паре. Кроме двух рассмотренных концепций К и о., известны некоторые другие, которые не получили, однако, столь широкого распространения.

  Как брёнстедоские, так и льюисовские теории К. и о. широко применяются на практике. Изменение кислотности или основности среды часто используют с целью увеличения скорости реакций и изменения механизма взаимодействия. В этом состоит сущность кислотно-основного катализа , широко используемого в химической промышленности; при этом важно, что брёнстедовские и льюисовские кислоты оказывают во многих случаях сходное каталитическое действие. Широкое применение получили кислотно-основные процессы в химической промышленности (нейтрализация , гидролиз , травление металлов и т.д.). Многие кислоты (серная, азотная, соляная, ортофосфорная и др.) и щёлочи (едкое кали, едкий натр и др.) являются основными продуктами химического производства и используются в качестве исходных веществ в важнейших отраслях химической промышленности.

  Многообразные – структурные и динамические – функции К. и о. выполняют в живых организмах, принимая участие во многих биохимических процессах. Как правило, эти процессы очень чувствительны к кислотности или основности среды (см. Водородный показатель , Кислотно-щелочное равновесие ). Направленное воздействие К. и о. используется в медицине. Так, разбавленные растворы соляной кислоты употребляются для усиления секреции желудка, борной – для дезинфицирующих и вяжущих полосканий и т.д. В то же время при попадании в организм концентрированных К. и о. возможны сильные ожоги внутренних органов, падение сердечной деятельности и т.д., приводящие в ряде случаев к гибели организма.

  Лит.: Людер В., Цуффанти С., Электронная теория кислот и оснований, пер. с англ., М.,1950; Усанович М. И., Что такое кислоты и основания, А.-А., 1953; Полинг Л., Общая химия, пер. с англ., М.. 1964; Краткая химическая энциклопедия, т. 2, М., 1963.

  Я. М. Варшавский.

Кислые породы

Ки'слые поро'ды, магматические горные породы, пересыщенные кремнекислотой (65—70%), т. е. содержащие её в избытке, который выделяется в виде минерала кварца (гранит, диорит и др.) или остаётся растворённым в аморфной основной массе – вулканическом стекле (обсидиан, смоляной камень и др.). См. также Магматические горные породы .

Кислый мартеновский процесс

Ки'слый марте'новский проце'сс, см. Мартеновское производство .

Кислый фиксаж

Ки'слый фикса'ж, см. Фиксирование фотографическое .

Кисо (горный хребет в Японии)

Кисо', горный хребет в центральной части о. Хонсю, в Японии. Длина около 150 км , высота до 2956 м (гора Комагатаке). Сложен преимущественно гранитами. Крутые склоны глубоко расчленены долинами рек бассейнов Кисо и Тенрю, гребни альпийского типа. Густые хвойные леса.

Кисо (река в Японии)

Кисо', река в Японии, на о. Хонсю. Длина 231 км. Истоки в отрогах хребтов Кисо и Хида; в верховьях течёт в глубоком ущелье, в нижнем течении – по густонаселённой равнине Ноби. Выше г. Инуяма живописные пороги. Вблизи устья образует ряд рукавов. Впадает в залив Исе Тихого океана, в нескольких км к западу от г. Нагоя. Снегово-дождевое питание, весенне-летнее половодье. Сплав леса, рыболовство. ГЭС. На равнине судоходна для плоскодонных судов.

Киссын-фандыр

Киссы'н-фанды'р, хойысар-фандыр, осетинский струнный смычковый музыкальный инструмент. Длина 650—700 мм. Имеет 2—3 струны. Настройка 2-струн-ного К.-ф. квартовая, 3-струнного – терцово-квинтовая. В 1940 были созданы оркестровые разновидности К.-ф. (прима, альт, тенор, бас, контрабас).

Киста

Киста' (от греческого kýstis – пузырь), полость, возникающая в тканях и органах организма вследствие различных патологических процессов. Истинные К. выстланы эпителием или эндотелием; ложные К. специальной выстилки не имеют. По механизму развития различают К.: ретенционные, образующиеся при нарушении оттока секрета какой-либо железы, что ведёт к растяжению железы или протока (например, К. при закупорке протока сальных, слюнных, молочной желёз); рамолиционные, возникающие в компактной ткани на почве её размягчения (при кровоизлиянии, воспалении, некрозе) на ограниченном участке (например, К. головного мозга после инфаркта или кровоизлияния); дизонтогенетические, образующиеся в результате кистевидного превращения эмбриональных каналов и щелей (например, бранхиогенные К. из остатков жаберных щелей) или порока развития органа (например, кистозные почки); опухолевые, возникающие чаще в железистых, сосудистых или костных опухолях по разным причинам (кистаденома, лимфангиома); травматические, образующиеся при травматическом смещении эпителия и внедрении его в подлежащие ткани (эпителиальные К. пальцев, ладоней, радужной оболочки); паразитарные, представляющие пузырчатые стадии (финны) ленточных червей (эхинококк, цистицерк). Размеры, строение и внешние проявления К. зависят от их происхождения. Лечение – в основном хирургическое.

  В. В. Серов.

Кистевой разряд

Кистево'й разря'д, форма электрического разряда в газах . Возникает в случаях, когда одним из электродов служит тонкое остриё, формирующее сильно неоднородное электрическое поле. По характеру элементарных процессов К. р. близок искровому разряду и переходит в него при повышении напряжения между электродами. В отличие от искрового разряда, при К. р. пучок искр (кисть), расходящийся от острия, не достигает второго электрода. Эта и ряд других особенностей К. р. позволяют рассматривать его как коронный разряд с резко выраженными прерывистыми явлениями. При понижении напряжения К. р. переходит в обычный коронный разряд.

Кистень

Кисте'нь, старинное оружие для нанесения ударов. К. состоял из короткой палки, на одном конце которой на ремне или цепи подвешивался металлический шар, а на другом была петля, надевавшаяся на руку. К. носили за поясом. Применяли в Древней Руси и многих странах Востока.

Кистепёрые

Кистепёрые (Crossopterygii), группа костных рыб. Парные плавники служат для опоры о дно и представляют собой мускулистые лопасти со скелетной осью, состоящей из нескольких кистеобразно разветвляющихся сегментов, подобных костям конечностей четвероногих позвоночных. Спинных плавников 2, они короткие; у многих К. имеется третья маленькая лопасть хвостового плавника, в которую продолжается ось тела. Внутренний череп подразделён на 2 части – переднюю и заднюю, более или менее подвижные друг относительно друга. Мозг занимает лишь небольшую часть черепной полости (у латимерии —¹ /₁₀₀ объёма). Тела позвонков чаще в виде колец или полуколец, но хорда сохраняется и достигает заднего конца передней части черепа. Длина тела ископаемых К. до 5 м. Все К. – хищники. 3 отряда. К первому – Osteolepidiformes (Rhipidistia) – относятся преимущественно пресноводные рыбы, известные с раннего девона и вымершие в начале перми  Они имели внутренние ноздри – хоаны, что наряду с устройством парных плавников дало возможность некоторым из них выйти на сушу и стать родоначальниками четвероногих позвоночных. Представители отряда Coelacanthiformes (Actinistia) известны со среднего девона; в течение палеозоя жили в пресных водах, с начала мезозоя перешли в море. Ныне представлены одним родом латимерия, обитающим в Индийском океане у берегов Коморских островов. Не имеют хоан. Недавно открытый отряд Struniiformes известен только из морских отложений девона и наряду с признаками К. имеет черты сходства с лучепёрыми , к которым относятся многопёры , ранее причислявшиеся к К.

  Лит.: Основы палеонтологии. Бесчелюстные, рыбы, М.. 1964; Никольский Г. В., Частная ихтиология, 3 изд., М., 1971.

  Д. В. Обручев.

Рис. 1. Грудной плавник латимерии.

Рис. 2. Ископаемая кистепёрая рыба Holoptychius.

Кистна

Ки'стна, река на юге Индии; см. Кришна .

Кисть (биол.)

Ки'сть, конечный отдел верхней конечности (руки) человека, способный осуществлять тончайшие дифференцированные движения. К. состоит из запястья , пястья и пальцев. Из 8 костей запястья, располагающихся в 2 ряда, 3 сочленяются с костями предплечья (лучезапястный сустав ) и костями пясти, составляющими основу К.; с пястными костями сочленяются основные фаланги пальцев. Пальцы обладают большой подвижностью. Первый (большой) палец способен противопоставляться остальным четырем, что особенно важно для захвата и удержания предметов.  Движения К. и пальцев обеспечиваются мышцами, расположенными на самой К. и на предплечье. Сухожилия мышц К. проходят в костно-фиброзных каналах и окружены влагалищами, более длинными у 1-го и 5-го пальцев. Мышцы, приводящие К. в движение, иннервируются ветвями локтевого, лучевого и срединного нервов. Кровоснабжение К. получает от лучевой и локтевой артерий, образующих на ладонной поверхности К. глубокую и поверхностную артериальные дуги и сплетения. Поверхностные и глубокие венозные сети переходят в вены предплечья.

Кисть (в живописи)

Кисть в живописи и графике (а также каллиграфии ), основной инструмент для нанесения красящих веществ на холст, бумагу или другую основу. К. изготовляются из обезжиренного и прокалённого волоса или шерсти различных животных. Наиболее жёсткие щетинные К. (круглые или плоские) применяются в масляной живописи , с более длинным волосом – в клеевой живописи , фреске . Круглые остроконечные мягкие К. (беличьи, барсучьи, песчанковые) используют в акварели , темпере и графике. Колонковые К., обладающие достаточной мягкостью и эластичностью, применяются для работы любыми красками.

  Лит.: Краски, инвентарь и материалы для художников. Каталог, М., 1959.

Кисть (соцветие)

Кисть, соцветие с удлинённой неразветвлённой главной осью и цветками, развивающимися от основания к вершине – акропетально. Цветки сидят на цветоножках, при основании которых имеются кроющие прицветники (иногда они не развиты, например у крестоцветных). К. характерна для черёмухи, ландыша, гороха, люпина, сурепки, редьки и др. крестоцветных.

Кисть: а – схема; б – соцветие черёмухи обыкновенной.

Кистяковский Владимир Александрович

Кистяко'вский Владимир Александрович [30.9(12.10).1865, Киев, – 19.10.1952, Москва], советский физико-химик, академик АН СССР (1929; член-корреспондент 1925). Окончил в 1889 Петербургский университет. В 1903—34 профессор Ленинградского политехнического института, в 1934—39 директор Коллоидо-электрохимического института АН СССР. К. открыл зависимость между молекулярной теплотой испарения и объёмом пара при температуре кипения (1916), а также между молекулярной теплотой испарения неассоциированной жидкости и ее температурой кипения. Предложил оригинальные методы и приборы для изучения электрохимических процессов. К. впервые составил теоретически обоснованную таблицу ряда электронных потенциалов и выполнил обширные исследования в области электрохимии магния, хрома, железа, алюминия и др. металлов (1910). Большое значение получили его исследования комплексных коллоидоэлектрохимических проблем (с 1925). К. пришел к новым представлениям о процессах коррозии металлов и электрокристаллизации и предложил новое объяснение  явления пассивности металлов. Результаты исследований К. нашли применение в практике защиты металлов от коррозии, технике гальваностегии и при рафинировании металлов (1929—39). Награжден 2 орденами Ленина и медалями.

  Лит.: Владимир Александрович Кистяковский, М. – Л., 1948 (Материалы к биобиблиографии ученых СССР. Серия химических наук, в. 10); Фигуровский Н. А., Романьков Ю. И., Владимир Александрович Кистяковский, 1865—1952, М., 1967.

В. А. Кистяковский.

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