Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ВО)"

Автор книги: Большая Советская Энциклопедия

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 89 страниц)

  Образование и диссоциация В. Образование В. при взаимодействии водорода с кислородом сопровождается выделением теплоты 286 кдж/моль (58,3 ккал/моль ) при 25°С (для жидкой В.). Реакция 2H₂ + O₂= 2H₂ O до температуры 300°С идёт крайне медленно, при 550°С – со взрывом. Присутствие катализатора (например, платины) позволяет реакции идти при обычной температуре. Спокойное горение водорода в кислороде, как и взрывное взаимодействие, – это цепные реакции , идущие с участием радикалов свободных .

  Химические свойства В. В обычных условиях В. – достаточно устойчивое соединение. Распад молекул H₂ O (термическая диссоциация) становится заметным лишь выше 1500°С. Разложение В. происходит также под действием ультрафиолетового (фотодиссоциация) или радиоактивного излучения (радиолиз ). В последнем случае, кроме H₂ и O₂ , образуется также перекись водорода и ряд свободных радикалов. Характерным химическим свойством В. является способность её вступать в реакции присоединения, а также гидролитические разложения взаимодействующих веществ. Восстановители действуют на В. преимущественно при высокой температуре. Только наиболее активные из них, как щелочные и щелочноземельные металлы, реагируют с В. уже при комнатной температуре с выделением водорода и образованием гидроокисей: 2Na + 2H₂ O = 2NaOH + Н₂ ; Ca + 2H₂ O = Ca (OH)₂ + H₂ . Магний и цинк взаимодействуют с В. при кипячении, алюминий – после удаления с его поверхности окисной плёнки. Менее активные металлы вступают в реакцию с В. при красном калении: 3Fe + 4H₂ O = Fe₃ O₄ + 4H₂ . Медленное взаимодействие многих металлов и их сплавов с В. происходит при обычной температуре. Используя В., содержащую изотоп кислорода ¹⁸ O, удалось показать, что при коррозии железа во влажной атмосфере «ржавчина» получает кислород именно из В., а не из воздуха (см. Коррозия металлов). Благородные металлы – золото, серебро, платина, палладий, рутений, родий, а также ртуть с В. не взаимодействуют.

  Атомарный кислород превращает В. в перекись водорода: H₂ O + O = H₂ O₂ . Фтор уже при обычной температуре разлагает В.: F₂ + H₂ O 2HF + О. Одновременно образуются также H₂ O₂ , озон, окись фтора F₂ O и молекулярный кислород O₂ . Хлор при комнатной температуре даёт с В. хлористоводородную и хлорноватистую кислоты: Cl₂ + H₂ O = HCl + HClO. Бром и иод в этих условиях реагируют с В. аналогичным образом. При высоких температурах (100°С для хлора, 550°С для брома) взаимодействие идёт с выделением кислорода: 2Cl₂ + 2H₂ O = 4HCl + O₂ . Фосфор восстанавливает В. и образует метафосфорную кислоту (только в присутствии катализатора под давлением при высокой температуре): 2P + 6H₂ O = 2HPO₃ + 5H₂ . С азотом и водородом В. не взаимодействует, а с углеродом при высокой температуре даёт водяной газ: С + H₂ O = CO + H₂ . Эта реакция может служить для промышленного получения водорода, как и конверсия метана: CH₄ + H₂ O = CO + 3H₂ (1200—1400°С). В. взаимодействует со многими основными и кислотными окислами, образуя соответственно основания и кислоты . Присоединение В. к молекулам непредельных углеводородов лежит в основе промышленного способа получения спиртов , альдегидов , кетонов (см. также Гидратация ). В. участвует во многих химических процессах как катализатор. Так, взаимодействие щелочных металлов или водорода с галогенами, многие окислительные реакции не идут в отсутствие хотя бы ничтожных количеств В.

  В., химически связанную с веществом, в которое она входит (неразличимую в виде «готовых» молекул H₂ O), называют конституционной; молекулы H₂ O образуются лишь в момент разложения вещества, например при сильном нагревании: Ca (OH)₂ = CaO + H₂ O. В., входящая в состав ряда кристаллических веществ (например, алюминиевых квасцов K₂ SO₄ ·Al₂ (SO₄ )₃ ·24H₂ O) и различимая в этих кристаллах рентгенографически, называется кристаллизационной или кристаллогидратной. В., поглощённую твёрдыми веществами, имеющими большое число пор и развитую поверхность (например, активным углём ), называют адсорбционной. Свободную В., заполняющую тонкие канальцы (например, в почве), называют гигроскопической (капиллярной) В. Различают также структурно-свободную В., располагающуюся в пустотах некоторых структур, например в минералах . Качественно можно обнаружить В. в виде конденсата, образующегося при нагревании исследуемого образца; проводя нагревание при непрерывном взвешивании, получают количественные результаты (термогравиметрический анализ). В органических растворителях В. можно обнаружить по окрашиванию бесцветной сернокислой меди CuSO₄ , образующей с В. синий кристаллогидрат CuSO₄ ·5H₂ O. Отделить и количественно определить В. часто удаётся азеотропной отгонкой её с бензолом, толуолом или другой жидкостью в виде азеотропной смеси , после расслоения которой при охлаждении измеряют объём отделившейся В.

  Применение В. в промышленности. Невозможно указать другое вещество, которое бы находило столь разнообразное и широкое применение, как В. В. – химический реагент, участвующий в производстве кислорода, водорода, щелочей, азотной кислоты, спиртов, альдегидов, гашёной извести и многих других важнейших химических продуктов. В. – необходимый компонент при схватывании и твердении вяжущих материалов – цемента, гипса, извести и т.п. Как технологический компонент для варки, растворения, разбавления, выщелачивания, кристаллизации В. применяется в многочисленных производственных процессах. В технике В. служит энергоносителем (см. Гидроэнергетика ),теплоносителем (паровое отопление, водяное охлаждение), рабочим телом в паровых машинах (см. Пар водяной ), используется для передачи давления (в частности, в гидравлических передачах и прессах, а также при нефтедобыче) или для передачи мощности (см. Гидропривод машин ). В., подаваемая под значительным давлением через сопло, размывает грунт или породу (см. Гидромеханизация ).

  Требования, предъявляемые к В. в промышленности, весьма разнообразны. В. особой чистоты необходима для развития новейших отраслей промышленности (производство полупроводников, люминофоров, атомная техника и др.). Поэтому особое внимание уделяется в настоящее время вопросам водоподготовки и водоочистки . По некоторым оценкам, общий объём ежегодно перерабатываемых материалов (руды, уголь, нефть, минералы и т.д.) составляет во всём мире около 4 млрд. м³ (4 км³ ); в то же время потребление свежей В. (т. е. В. из источников водоснабжения) только промышленностью СССР составило в 1965 37 млрд. м³ . Стремительный рост потребления В. ставит перед человечеством новую важную проблему – борьбы с истощением и загрязнением водных ресурсов планеты (см. Водные ресурсы ).

  Лит.: Вернадский В. И., История природных вод, Избр. соч., т. 4, М., 1960; Горизонты биохимии, пер. с англ., М., 1964; Некрасов Б. В., Основы общей химии, т. 1, М., 1965; Фюрон Р., Проблемы воды на земном шаре, пер. с франц., М., 1966; Круговорот воды, М., 1966; Паундер Э., Физика льда, пер. с англ., М., 1967; Виноградов А. П., Введение в геохимию океана, М., 1967; Самойлов О. Я., Структура водных растворов электролитов и гидратация ионов, М., 1957; Изотопный анализ воды, 2 изд., М., 1957; Термодинамика и строение растворов, М., 1959; Краткая химическая энциклопедия, т. 1, М., 1961, с. 605—14.

  В. Л. Василевский.

  Вода в организме – основная среда (внутриклеточная и внеклеточная), в которой протекает обмен веществ у всех растений, животных и микроорганизмов, а также субстрат ряда химических ферментативных реакций. В процессе фотосинтеза В. вместе с углекислым газом вовлекается в образование органических веществ и, таким образом, служит материалом для создания живой материи на Земле.

Табл. 2. – Содержание воды в различных организмах, их органах и тканях

Организмы, органы, ткани	Содержание воды, %
Растения (наземные)
верхушка растущего побега	91—93
листья  . . . . . . . . . . . . . . . . .	75—86
Семена злаков  . . . . . . . . . . .	12—14
Водоросли  . . . . . . . . . . . . . . .	90—98
Мхи, лишайники  . . . . . . . . . .	5—7
Медузы  . . . . . . . . . . . . . . . . .	95–98
Дождевые черви  . . . . . . . . . .	84
Насекомые
взрослые  . . . . . . . . . . . . . . .	45—65
личинки  . . . . . . . . . . . . . . . .	58—90
Рыбы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	70
Млекопитающие (в т. ч.   человек)  . . . . . . . . . . . . . . . .	63—68
скелет  . . . . . . . . . . . . . . . . .	20—40
мышцы  . . . . . . . . . . . . . . . . .	75
печень  . . . . . . . . . . . . . . . . .	75
Мозг человека  . . . . . . . . . . . .
серое вещество  . . . . . . . . . .	84
белое вещество  . . . . . . . . . .	72

  В. обеспечивает тургор тканей, перенос питательных веществ и продуктов обмена (кровь, лимфа, сок растений), физическую терморегуляцию (см. Транспирация , Потоотделение ) и другие процессы жизнедеятельности. Жизнь , вероятно, возникла в водной среде. В ходе эволюции различные водные животные и водные растения вышли на сушу и приспособились к наземному образу жизни; тем не менее и для них В. – важнейший компонент внешней среды. Жизнь без В. невозможна. При недостатке В. жизнедеятельность организмов нарушается. Лишь покоящиеся формы жизни – споры, семена – хорошо переносят длительное обезвоживание. Растения при отсутствии В. увядают и могут погибнуть, но чувствительность различных растений к недостатку В. неодинакова (см. Засухоустойчивость , Ксерофиты , Мезофиты ). Животные, если лишить их В., быстро погибают: упитанная собака может прожить без пищи до 100 дней, а без В. – менее 10. Содержание В. в организмах велико (см. табл. 2).

  В жидкостях организма – межклеточных пространствах, лимфе, крови, пищеварительных соках, соке растений и др. – содержится свободная В. В тканях животных и растений В. находится в связанном состоянии – она не вытекает при рассечении органа. В. способна вызывать набухание коллоидов, связываться с белком и другими органическими соединениями, а также с ионами, входящими в состав клеток и тканей (гидратационная В.). Молекулы В., находящиеся внутри клеток, но не входящие в состав гидратационных оболочек ионов и молекул, представляют иммобильную В., легче гидратационной вовлекаемую в общий круговорот В. в организме (см. Водно-солевой обмен , Всасывание , Выделение ).

  Лит.: Зюков А. М., Обмен воды в организме. Физиология и патология, Хар., [1929]; Данилов Н. В., Физиологические основы питьевого режима, М., 1956; Кравчинский Б. Д., Физиология водно-солевого обмена жидкостей тела, Л., 1963.

  В. В. Парин.

  Гигиеническое значение В. Вода входит в состав всех жидкостей и тканей человеческого тела, составляя около 65% всей его массы. Потеря В. опаснее для организма, чем голодание: без пищи человек может прожить больше месяца, без В. – всего лишь несколько дней. В В. растворяются важные для жизнедеятельности организма органические и неорганические вещества; она способствует электролитической диссоциации содержащихся в ней солей, кислот и щелочей, выполняет роль катализатора разнообразных процессов обмена веществ в организме.

  Физиологическая потребность человека в В., которая вводится в организм с питьём и с пищей, в зависимости от климатических условий составляет 3—6 л в сутки. Значительно большее количество В. необходимо для санитарных и хозяйственно-бытовых нужд.

  Лишь при достаточном уровне водопотребления, которое обеспечивается централизованными системами водоснабжения, оказывается возможным удаление отбросов и нечистот при помощи сплавной канализации. Уровень водопотребления (в л на 1 жителя в сутки) в известной мере определяет и уровень санитарной. культуры в населённых местах (см. табл. 3).

  Табл. 3. – Нормативы хозяйственно-питьевого водопотребления

Степень благоустройства районов жилой застройки	Водопотребле– ние на 1 жит, л/сут (сре– днесуточное, за год)
Здания с водопользованием   из водоразборных колонок   (без канализации)	30—50
Здания с внутренним водо–   проводом и канализацией   без ванн)	125—150
Здания с водопроводом, ка–   нализацией, ваннами и во–   донагревателями, работаю–   щими на твёрдом топливе	150—180
То же с газовыми нагрева–   телями	180—230
Здания с водопроводом, ка–   нализацией и системой   централизованного горя–   чего водоснабжения	275—400

  Для предупреждения опасности прямого или косвенного отрицательного влияния В. на здоровье и санитарные условия жизни населения большое значение имеют научно-обоснованные гигиенические нормативы предельно допустимого содержания в В. химических веществ. Эти нормативы являются основой государственных стандартов качества питьевой В. (ГОСТ – 2874) и обязательны при проектировании и эксплуатации хозяйственно-питьевых (коммунальных) водопроводов. В интересах здравоохранения в 60-х гг. 20 в. во всех социалистических странах, в США, Франции были пересмотрены стандарты качества питьевой В. Международные стандарты питьевой В. были опубликованы Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) в 1963; в 1968 закончена разработка проекта нового стандарта качества питьевой В. в СССР.

  Потребление В. населением должно быть безопасно в эпидемиологическом отношении; В. не должна содержать болезнетворных бактерий и вирусов. Водный путь распространения характерен для возбудителей холеры, брюшного тифа, паратифов и лептоспирозов, в известной мере также для возбудителей дизентерии, туляремии, эпидемического гепатита, бруцеллёза. С В. в организм человека могут попадать цисты дизентерийной амёбы, яйца аскарид и др. Эпидемиологическая безопасность В. обеспечивается очисткой сточных вод и их обеззараживанием, мерами санитарной охраны водоёмов , очисткой и обеззараживанием водопроводной В.

  Показателями безопасности В. в эпидемиологическом отношении являются: 1) общее количество бактерий (выращиваемых на питательной среде – агаре при t 37°С) – не более 100 в 1 мл ; 2) количество кишечных палочек (выращиваемых на плотной питательной среде с концентрацией на мембранных фильтрах) – не более 3 в 1 л . При использовании жидких сред накопления титр кишечной палочки должен быть не менее 300. По проекту ГОСТа (1968) к бактериям группы кишечной палочки относятся грамотрицательные неспороносные палочки, факультативные анаэробы, способные сбраживать глюкозу с образованием кислоты и газа при t 35—37°С в течение 24 часов.

  Природный состав В. издавна привлекал к себе внимание как возможная причина массовых заболеваний неинфекционной природы. Содержание в В. хлоридов, сульфатов и продуктов разложения органических веществ (аммиак, нитриты и нитраты) рассматривалось лишь как косвенный показатель опасного для здоровья населения загрязнения В. бытовыми стоками. Благодаря применению новых методов исследования были обнаружены районы с недостатком или избытком в В. тех или иных микроэлементов. В этих районах наблюдаются своеобразные изменения флоры и фауны. В связи с недостаточным или избыточным поступлением в организм микроэлементов с В. и с пищей, среди населения отмечаются характерные заболевания. Так, развитие эндемического флюороза вызывается недостаточным содержанием фтора в питьевой В., причём выявлена прямая связь между концентрацией фтора в В. и частотой и тяжестью поражения зубов. Фтор питьевой В. оказывает также влияние на фосфорно-кальциевый обмен и на процесс кальцификации костей. Для фтора питьевой В. характерен малый диапазон концентраций от токсических до физиологически полезных. В связи с этим установлено, что содержание фтора в питьевой В. не должно превышать 0,7—1,0 мг/л (до 1,2 при фторировании В.) в зависимости от климатических условий. Долгое время существовало представление о содержащихся в В. нитратах как о косвенных показателях бытового загрязнения В. Однако наличие повышенных концентраций нитратов обнаруживается и в природных подземных В. и даже в В. артезианских водоносных горизонтов (Молдавская ССР, Татарская АССР, район Владивостока). Использование в молочных смесях для детского питания В., содержащей повышенные концентрации нитратов, вызывает у детей метгемоглобинемию разной тяжести. Водонитратная метгемоглобинемия встречается и у детей старших возрастов, поэтому она приобретает черты эндемического заболевания. (См. табл. 4).

  Табл. 4. – Показатели безвредности химических веществ (природных и добавляемых в процессе обработки) в питьевой воде

Наименование ингре– диентов и веществ	Содержание в воде, мг/л , не более
Свинец  . . . . . . . . . . . .	0,1
Мышьяк  . . . . . . . . . . .	0,05
Фтор  . . . . . . . . . . . . . .	0,7—1,5
Берилий  . . . . . . . . . . .	0,0002
Молибден  . . . . . . . . .	0,5
Нитраты (по N)  . . . . .	10,0
Полиакриламид (ПАА)	2,0
Стронций  . . . . . . . . . .	2,0

  Первые водные интоксикации были отмечены во 2-й половине 19 в. в Западной Европе (свинцовые «эпидемии») вследствие применения свинцовых труб в водопроводной технике (применение таких труб в СССР запрещено). Свинец обнаруживается и в В. подземных источников, в концентрациях, которые не безразличны для организма из-за возможности длительного действия.

  Среди химических веществ, обнаруживаемых в питьевых В., могут встречаться также вещества, которые в небольших концентрациях изменяют органолептические свойства В. (запах, вкус, прозрачность и пр.). Наиболее часто органолептические свойства В. изменяют содержащиеся химические вещества, в природных В. (соли общей минерализации, железо, марганец, медь, цинк и др.), остаточные количества соединений, используемые как реагенты при обработке В., а также промышленные загрязнения водоёмов.

  Показатели, обеспечивающие благоприятные органолептические свойства В., приведены в табл. 5.

  Табл. 5.—Показатели благоприятных органолептических свойств воды при содержании в ней природных или добавляемых в процессе очистки веществ

Наименование ингреди– ентов и веществ	Содержание в воде, мг/л , не более
Мутность по стандарт–   ной шкале  . . . . . . . . . . .	1,5
Железо  . . . . . . . . . . . . . .	0,3
Марганец  . . . . . . . . . . . .	0,5
Медь  . . . . . . . . . . . . . . . .	1,0
Цинк  . . . . . . . . . . . . . . . .	5,0
Хлориды  . . . . . . . . . . . . .	350
Сульфаты  . . . . . . . . . . . .	500
Сухой остаток  . . . . . . . . .	1000
Триполифосфат  . . . . . . .	5,0
Гексаметафосфат  . . . . .	5,0

  В случае применения В. для обработки серебра остаточная концентрация его не должна быть больше 0,05 мг/л . Для органолептических свойств В. также существуют нормативы: запах и привкус на уровне 2 баллов, цветность по шкале —20°, жёсткость —7,0 мг/экв и pH в пределах 6,5—9,0. При содержании в В. одновременно хлоридов, сульфатов, марганца, меди, цинка сумма их концентраций, выраженная в долях от максимально допустимых концентраций каждого вещества, не должна превышать 1.

  Лит.: Руководство по коммунальной гигиене, т. 2, М., 1962; Вернадский В. И., Биогеохимические очерки. 1922—1932 гг., М. – Л., 1940; Международные стандарты питьевой воды, 2 изд., пер., М., 1964.

  С. Н. Черкинский.

Рис. 2. Кристаллическая структура льда.

Рис. 1. Структура молекулы воды: а – геометрия молекулы H₂ O (в парообразном состоянии); б – электронные орбиты в молекуле H₂ O; в – электронная формула молекулы H₂ O (видны необобществленные электронные пары); г – четыре полюса зарядов в молекуле H₂ O расположены в вершинах тетраэдра.

Водан

Во'дан, Вотан, в мифологии древних германцев верховное божество, соответствующее скандинавскому Одину .

ВОДГЕО

ВОДГЕО, Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии. В ведении Госстроя СССР. Организован в Москве в 1934. С 1965 имеет филиал в Баку и отделы в Харькове, Ташкенте и Челябинске. Институт проводит исследования по водоподготовке для промышленного водоснабжения, опреснению воды, водопроводным сетям, системам оборотного водоснабжения; разрабатывает методы механической, биохимической и физико-химической очистки промышленных сточных вод, конструкции очистных сооружений, а также вопросы автоматизации систем водоснабжения и канализации. Ведутся работы по прогнозированию качества воды в водохранилищах, по использованию подземных вод, охране их от загрязнения и др.; разрабатываются гидротехнические сооружения систем водного хозяйства промышленности и городов.

Водевиль

Водеви'ль (франц. vaudeville), лёгкая комедийная пьеса с песенками-куплетами и танцами. Родина В. – Франция. Название происходит от долины р. Вир (Vau de Vire), где жил в 15 в. народный песенник О. Баслен. Вначале В. называли песенки в ярмарочных комедиях 1-й половины 18 в. Как самостоятельны театральный жанр В. сложился в годы Великой французской революции и вскоре получил общеевропейское распространение. Классики французского В. – Э. Скриб , Э. Лабиш – сохранили многие черты В. как «народного произведения французов» (А. И. Герцен): задорное веселье, злободневные намёки. В России В. появился в начале 19 в., унаследовав от комической оперы 18 в. интерес к отечественным сюжетам. Раннее развитие В. связано с именами А. И. Писарева, Н. И. Хмельницкого, А. С. Грибоедова, А. А. Шаховского. В конце 30—40-х гг. в русском В. заметны демократические тенденции, сближение с реалистической комедией нравов под влиянием натуральной школы («Лев Гурыч Синичкин» Д. Т. Ленского, водевили Ф. А. Кони, В. А. Соллогуба, П. А. Каратыгина, Н. А. Некрасова). В конце 19 в. одноактные пьесы А. П. Чехова продолжили традицию В. (но без куплетов). В советское время шли на сцене водевили В. П. Катаева, В. В. Шкваркина и др.

  С В. в значительной степени связаны развитие комедийного актёрского искусства 19 в., борьба против обветшавших традиций классицизма. Игра актёров в лучших образцах В. отличалась естественностью, непосредственностью, импровизационной лёгкостью диалога, чувством юмора; она требовала от исполнителя музыкальности, умения петь и танцевать. Актёры В. владели искусством внешнего перевоплощения, трансформации, играя по нескольку ролей в одной небольшой пьеске. Французские актёры – В. Дежазе, Ш. Г. Потье, П. Т. Левассор, Э. Арналь и др., подлинные преемники синтетического искусства демократического театра 18 в., блестящие исполнители В., – внесли свой вклад в развитие песенной национальной культуры (например, Дежазе считалась лучшей исполнительницей песен П. Беранже). В русском театре в В. выступали, наряду с такими яркими комедийными актёрами, как Н. О. Дюр, В. Н. Асенкова, Н. В. Самойлова, В. И. Живокини, для которых лёгкий жанр был основой репертуара, крупнейшие актёры-реалисты – М. С. Щепкин, И. И. Сосницкий, А. Е. Мартынов, К. А. Варламов, В. Н. Давыдов и др. Они внесли в исполнительскую культуру В. психологическую тонкость и сатирическую остроту.

  Советский театр воспитал режиссёров, верно чувствующих специфику В. (Р. Н. Симонов, Н. П. Акимов и др.), и актёров, овладевших искусством исполнения В. (В. Я. Хенкин, П. Н. Поль, Ф. Н. Курихин, А. Д. Вениаминов, Н. И. Слонова, С. А. Мартинсон и др.).

  Лит.: Русский водевиль, [предисловие В. В. Успенского], Л. – М., 1959.

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