Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ХР)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 5 (всего у книги 12 страниц)
Хрома
Хро'ма, река на С.-В. Якут. АССР. Длина 685 км, площадь бассейна 19 700 км2 . Образуется при слиянии рр. Тэмтэкэн и Немалак-Арангас, стекающих с хребта Полоусный кряж, течёт по Яно-Индигирской низменности. Впадает в Хромскую губу Восточно-Сибирского моря. Питание снеговое и дождевое. Замерзает в конце сентября, вскрывается в конце мая. Перемерзает. Основной приток слева – Урюнг-Улах.
Хрома окислы
Хро'ма о'кислы, хрома оксиды, соединения хрома с кислородом: CrO, Cr2 O3 , CrO2 , CrO3 и др.
Хрома закись, CrO, чёрные кристаллы; tпл 1550 °С. Нерастворима в воде и горячих концентрированных HCl и H2 SO4 . Сильный восстановитель. Гидрат закиси хрома Cr (OH)2 при обезвоживании окисляется до Cr2 O3 . Получают CrO разложением гексакарбонила хрома Cr (CO)6 при 300 °С в вакууме. Применения не находит.
Хрома окись, Cr2 O3 , тёмно-зелёные кристаллы; плотность 5,21 гсм3 , tпл 1990 °С. В воде нерастворима. Обладает амфотерными свойствами. При сплавлении с сульфатами щелочных металлов даёт хрома сульфат, со щелочами – хромиты. Хрома окиси соответствует гидроокись Cr2 O3 ×6H2 O; могут быть получены и др. гидратные формы, например Cr2 O3 ×5H2 O, Cr2 O3 ×7H2 O. Cr2 O3 является конечным продуктом термического разложения большинства соединений хрома; в технике её получают термическим разложением CrO3 при 500 °С или прокаливанием дихроматов (например, K2 Cr2 O3 , Na2 Cr2 O7 ) с древесным углём. Хрома окись используют как сырьё при алюминотермическом способе получения хрома, в производстве стойких к свету красок, для окраски стекол и керамики, в качестве полирующего материала, катализатора в неорганическом и органическом синтезе (при дегидрогенизации, ароматизации, гидрировании, крекинге и т.д.).
Хрома двуокись, CrO2 , кристаллы чёрного цвета; плотность 4,8 г/см3 . Получают CrO2 нагреванием CrO3 или хлористого хромила CrO2 Cl2 до 360—400 °С и под высоким давлением в атмосфере кислорода.
Хрома трёхокись, хромовый ангидрид, CrO3 , тёмно-красные кристаллы; плотность 2,8 г/см3 ; tпл 196 °С. Гигроскопична, расплывается на воздухе. С водой образует хромовые кислоты . Сильный окислитель. Получают действием H2 SO4 на дихромат натрия Na2 Cr2 O7 (реже K2 Cr2 P7 ). Применяют для получения хрома электролизом, электролитического хромирования . Хрома трёхокись, так же как и др. соединения Cr (VI), ядовита.
Лит.: Роде Т. В., Кислородные соединения хрома и хромовые катализаторы, М., 1962; См. также лит. при ст. Хром .
А. Б. Сучков.
Хрома хлориды
Хро'ма хлори'ды, соединения хрома с хлором: CrCl2 , CrCl3 , CrCl4 .
Хлорид хрома (II), CrCl2 , белые гигроскопичные кристаллы; плотность 2,75 г/см3 ; tпл 824 °С. Водные растворы голубого цвета. Образует комплексы с аммиаком, гидразином, дипиридилом и др. соединениями. Получают восстановлением CrCl3 водородом при 700 °С или взаимодействием хлористого водорода с металлом при 600—700 °С. Применяют в хроматометрии.
Хлорид хрома (III), CrCl3 , фиолетовые кристаллы; плотность 2,76 г/см3 ; tпл 1152 °С. При 600 °С возгоняется в токе хлора и разлагается в его отсутствие на хлор и CrCl2 . В воде растворим в присутствии восстановителей (Cr2+ , Fe2+ ). В технике получают высокотемпературным хлорированием хрома, феррохрома, а также хромовой руды в присутствии угля с раздельной конденсацией образующихся в двух последних случаях хлоридов хрома и железа. Применяют при электролитическом и металлотермическом получении хрома .
Хлорид хрома (IV), CrCl4 , неустойчив в твёрдом состоянии. Образуется в газовой фазе при нагревании CrCl3 в избытке хлора.
Из соединений хрома с хлором и кислородом наиболее важен хлористый хромил, CrO2 Cl2 . Это тёмно-красная жидкость; плотность 1,911 г/см3 , tпл — 96,5 °С; tkип 117 °С. Окисляет большинство органических веществ. Образуется при действии сухого HCl на CrO3 . Применяется в качестве окислителя в органическом синтезе (получение ализарина, сахарина, антрахиноновых красителей ).
Лит. см. при ст. Хром .
А. Б. Сучков.
Хромаль
Хрома'ль (от хром и алюминий ), общее название группы жаростойких сплавов на основе железа, содержащих 17—30% Cr и 4,5—6,0% Al. Сплавы характеризуются редким сочетанием высокой жаростойкости (до 1400 °С) и высокого удельного электрического сопротивления (1,3—1,5 мком ×м ). температура плавления 1500—1510 °С, плотность 7,15—7,30 г/см3 . Х., как и нихромы , широко распространённые в технике материалы, которые применяются в виде проволоки и ленты для изготовления нагревательных элементов высокотемпературных электрических печей. Х. дешевле и более жаростойки, чем нихромы, но более сложны в производстве и требуют особых условий эксплуатации вследствие низкой прочности при температурах выше 1000 °С, охрупчивания в процессе службы, а также химического взаимодействия с парами и окислами некоторых распространённых в практике металлов. Х. обладают высокой жаростойкостью на воздухе, в водороде, окислительной атмосфере, содержащей серу и углерод. В СССР выпускают Х. марок 0Х23Ю5А, 0Х27Ю5А и др. Из зарубежных Х. наиболее известны сплавы канталь и мегапир .
Лит.: Прецизионные сплавы. Справочник, М., 1974.
Хромансиль
Хроманси'ль (от хром и лат. Manganum – марганец, Silicium – кремний), конструкционная сталь, легированная хромом, марганцем и кремнием (около 1% каждого элемента); содержание углерода в различных марках Х. колеблется от 0,17 до 0,39%. Х. – дешёвая сталь, обладающая после термической обработки благоприятным сочетанием прочности и пластичности, а также хорошей обрабатываемостью. Применяется в виде листов, прутков, труб, ленты, поковок в различных отраслях машиностроения. В СССР выпускают Х. марок 20ХГСА, 30ХГСА и др.
Лит.: Материалы в машиностроении. Справочник, т. 3, М., 1968.
Хромат калия
Хрома'т ка'лия, калиевая соль хромовой кислоты, K2 CrO4 . О свойствах и применении Х. к. см. в ст. Хроматы .
Хроматида
Хромати'да, структурный элемент хромосомы , формирующийся в интерфазе ядра клетки в результате репликации (удвоения) хромосом. В митозе хромосома состоит из двух Х., каждая из которых после расхождения в дочерние ядра становится самостоятельной хромосомой. В мейозе гомологичные хромосомы, сближаясь попарно, образуют структуру из четырёх Х. (тетраду). Согласно однонитчатой модели хромосомы, каждая Х. содержит в поперечнике одну суперспирализованную и конденсированную двуцепотчатую молекулу дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК); многонитчатая модель хромосомы предполагает наличие в поперечнике каждой Х. нескольких молекул ДНК (в этом случае различают полухроматиды, четверть-хроматиды и т.д.). Экспериментально более подтверждена однонитчатая модель.
И. И. Кикнадзе.
Хроматизм
Хромати'зм (от греч. chromatismós – окраска), повышение или понижение на полутон диатонической ступени лада, обостряющее её тяготение к соседней ступени. Между диатонической ступенью и её повышенным или пониженным вариантом возникает хроматический полутон; принадлежность образующих его звуков к одной ступени (например, до – до-диез) отличает его от диатонического полутона (до – ре-бемоль). Х. обозначаются с помощью знаков альтерации . Последняя сравнительно с Х. представляет собой более широкое явление. Всякий Х. является альтерацией, но не всякая альтерация – Х. (например, альтерация звуков основного до-мажорного звукоряда, приводящая к образованию диатонического лада на др. ступенях). Если Х. – это реальное изменение диатонической ступени в одном голосе, об альтерации можно говорить и тогда, когда диатонический вариант той же ступени дан перед альтерированным звуком в др. голосе или вообще ей не предшествует.
Хроматин
Хромати'н (от греч. chroma, родительный падеж chromatos – цвет, краска), вещество хромосом, находящееся в ядрах растительных и животных клеток; интенсивно окрашивается ядерными красителями; во время деления клетки формируется в определённые видимые структуры в хромосомах . Термин введён в 1880 немецким гистологом В. Флеммингом. В современной цитологии под Х. чаще всего подразумевают хромосомное вещество ядра клетки в интерфазе (между последовательными её делениями), т.к. хромосомы в этот период клеточного цикла под микроскопом плохо обнаруживаются. В состав Х. в определённых пропорциях входят: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) (30—40%), рибонуклеиновая кислота (РНК), гистоны и негистоновые белки. Основной структурный компонент Х. – дезоксирибонуклеопротеидные нити (ДНП) диаметром 100—200 
, основу каждой из которых, по мнению большинства исследователей, составляет одна молекула ДНК. Предложено две модели тонкой структуры элементарной нити Х.: суперспиральная (американские учёные Д. Пардон, М. Уилкинс , 1972) и глобулярная (американские учёные А. Корнберг , А. Л. Олинс и Д. Э. Олинс, 1974). Экспериментально более подтверждена глобулярная модель, предполагающая, что элементарная нить Х. – это гибкая цепь из повторяющихся субъединиц – нуклеосом, каждая из которых заключает в себе изогнутый участок ДНК размером 150—200 пар нуклеотидов и комплекс из 8 молекул гистонов.
Различают генетически активный Х. (эухроматин) и неактивный (гетерохроматин). В ядрах клеток особей женского пола многих организмов (в частности, млекопитающих животных и человека) обнаружены крупные плотные глыбки Х., которых нет у особей мужского пола. Такой Х. назван «половым Х.». Образуется он, по-видимому, неактивными участками половых хромосом (в основном гетерохроматином одной из парных Х-хромосом).
И. И. Кикнадзе.
Хроматическая аберрация
Хромати'ческая аберра'ция, одна из основных аберраций оптических систем , обусловленная зависимостью преломления показателя (ПП) прозрачных сред от длины волны света (см. Дисперсия света ). Х. а. может проявиться лишь в системах, включающих элементы из преломляющих материалов, например линзы . Зеркалам Х. а. не свойственна; др. словами, зеркала ахроматичны.
Существует два типа Х. а., не зависящих один от другого: хроматизм положения изображения и хроматизм увеличения. Первый состоит в том, что изображения точки, образуемые лучами разной длины волны, лежат на различных расстояниях от системы (положения главных фокусов на оптической оси не совпадают для лучей разного цвета; рис. , отрезок O1 O2 ). При этом типе Х. а. на экране, поставленном там, где формируется изображение, перпендикулярно оптической оси вместо одной светлой точки наблюдается совокупность цветных кружков. Хроматизм увеличения заключается в том, что поперечные увеличения оптические изображений объекта, формируемых лучами разной длины волны, могут оказаться неодинаковыми. Это вызвано различием положений главных плоскостей системы (см. Кардинальные точки оптической системы) для лучей с неравными длинами волн, даже если их фокусы совпадают (но отличаются фокусные расстояния ). Из-за хроматизма увеличения предметы конечных размеров дают изображения с цветной каймой.
Исправить хроматизм положения в оптической системе тем труднее, чем для большего числа лучей разной длины волны совмещают их главные фокусы. В простейшем случае совмещения их лишь для лучей двух длин волн (и уменьшения взаимного удаления для лучей др. длин волн) оптической системы, обычно объективы , называются ахроматами . В более совершенных апохроматах фокусы совмещаются для лучей трёх длин волн, что достигается увеличением числа элементов с разными ПП и введением в оптическую систему зеркал. Такие системы широко применяются как фотография., астрономические и др. объективы. Ещё более тщательное исправление хроматизма положения требует дальнейшего усложнения конструкции системы тем большего, чем больше её относительное отверстие и угол поля зрения [число линз и зеркал увеличивается и (или) форма их усложняется]. При ахроматизации увеличения (исправлении Х. а. 2-го типа) необходимо совместить также главные плоскости для возможно большего числа лучей с разными длинами волн, что связано с большими трудностями.
Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 5 изд., М., 1976 (Общий курс физики); Герцбергер М., Современная геометрическая оптика, пер. с англ., М., 1962; Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ., М., 1973.
Рис. к ст. Хроматическая аберрация.
Хроматическая гамма
Хромати'ческая га'мма,гамма с полутоновым расстоянием между ступенями, насчитывающая 12 звуков в пределах октавы. Рассматривается как мажорная или минорная гамма с проходящими полутонами. Отсюда правила её записи: все диатонические ступени нотируются без какой-либо энгармонической замены, прочие ступени в мажоре при движении вверх обозначаются через повышения основных (только VI повышенная заменяется VII пониженной), а при движении вниз – через понижения основных (только V пониженная заменяется IV повышенной). В миноре при движении вверх применяется написание параллельного, при движении вниз – одноимённого мажора.
Хроматическая гамма до мажор – восходящая и нисходящая.
Хроматическая поляризация
Хромати'ческая поляриза'ция, см. Поляризация света .
Хроматография
Хроматогра'фия (от греч. chroma, родительный падеж chromatos – цвет, краска и ...графия ), физико-химический метод разделения и анализа смесей, основанный на распределении их компонентов между двумя фазами – неподвижной и подвижной (элюент), протекающей через неподвижную.
Историческая справка. Метод разработан в 1903 М. Цветом , который показал, что при пропускании смеси растительных пигментов через слой бесцветного сорбента индивидуальные вещества располагаются в виде отдельных окрашенных зон. Полученный таким образом послойно окрашенный столбик сорбента Цвет назвал хроматограммой, а метод – Х. Впоследствии термин «хроматограмма» стали относить к разным способам фиксации результатов многих видов Х. Однако вплоть до 40-х гг. Х. не получила должного развития. Лишь в 1941 А. Мартин и Р. Синг открыли метод распределительной Х. и показали его широкие возможности для исследования белков и углеводов. В 50-е гг. Мартин и американский учёный А. Джеймс разработали метод газо-жидкостной Х.
Основные виды Х. В зависимости от природы взаимодействия, обусловливающего распределение компонентов между элюентом и неподвижной фазой, различают следующие основные виды Х. – адсорбционную, распределительную, ионообменную, эксклюзионную (молекулярно-ситовую) и осадочную. Адсорбционная Х. основана на различии сорбируемости разделяемых веществ адсорбентом (твёрдое тело с развитой поверхностью); распределительная Х. – на разной растворимости компонентов смеси в неподвижной фазе (высококипящая жидкость, нанесённая на твёрдый макропористый носитель) и элюенте (следует иметь в виду, что при распределительном механизме разделения на перемещение зон компонентов частичное влияние оказывает и адсорбционное взаимодействие анализируемых компонентов с твёрдым сорбентом); ионообменная Х. – на различии констант ионообменного равновесия между неподвижной фазой (ионитом) и компонентами разделяемой смеси; эксклюзионная (молекулярно-ситовая) Х. – на разной проницаемости молекул компонентов в неподвижную фазу (высокопористый неионогенный гель). Эксклюзионная Х. подразделяется на гель-проникающую (ГПХ), в которой элюент – неводный растворитель, и гель-фильтрацию, где элюент – вода. Осадочная Х, основана на различной способности разделяемых компонентов выпадать в осадок на твёрдой неподвижной фазе.
В соответствии с агрегатным состоянием элюента различают газовую и жидкостную Х. В зависимости от агрегатного состояния неподвижной фазы газовая Х. бывает газо-адсорбционной (неподвижная фаза – твёрдый адсорбент) и газожидкостной (неподвижная фаза – жидкость), а жидкостная Х. – жидкостно-адсорбционной (или твёрдо-жидкостной) и жидкостно-жидкостной. Последняя, как и газо-жидкостная, является распределительной Х. К твёрдо-жидкостной Х. относятся тонкослойная и бумажная.
Различают колоночную и плоскостную Х. В колоночной сорбентом заполняют специальные трубки – колонки, а подвижная фаза движется внутри колонки благодаря перепаду давления. Разновидность колоночной Х. – капиллярная, когда тонкий слой сорбента наносится на внутренние стенки капиллярной трубки. Плоскостная Х. подразделяется на тонкослойную и бумажную. В тонкослойной Х. тонкий слой гранулированного сорбента или пористая плёнка наносится на стеклянную или металлическую пластинки; в случае бумажной Х. используют специальную хроматографическую бумагу. В плоскостной Х. перемещение подвижной фазы происходит благодаря капиллярным силам.
При хроматографировании возможно изменение по заданной программе температуры, состава элюента, скорости его протекания и др. параметров.
В зависимости от способа перемещения разделяемой смеси вдоль слоя сорбента различают следующие варианты Х.: фронтальный, проявительный и вытеснительный. При фронтальном варианте в слой сорбента непрерывно вводится разделяемая смесь, состоящая из газа-носителя и разделяемых компонентов, например 1, 2, 3, 4, которая сама является подвижной фазой. Через некоторое время после начала процесса наименее сорбируемый компонент (например, 1) опережает остальные и выходит в виде зоны чистого вещества раньше всех, а за ним в порядке сорбируемости последовательно располагаются зоны смесей компонентов: 1 + 2, 1 + 2 + 3, 1 + 2 + 3 + 4 (рис. , a). При проявительном варианте через слой сорбента непрерывно проходит поток элюента и периодически в слой сорбента вводится разделяемая смесь веществ. Через определённое время происходит деление исходной смеси на чистые вещества, располагающиеся отдельными зонами на сорбенте, между которыми находятся зоны элюента (рис. , б). При вытеснительном варианте в сорбент вводится разделяемая смесь, а затем поток газа-носителя, содержащего вытеснитель (элюент), при движении которого смесь через некоторый период времени разделится на зоны чистых веществ, между которыми окажутся зоны их смеси (рис. , в). Ряд видов Х. осуществляется с помощью приборов, называемых хроматографами , в большинстве из которых реализуется проявительный вариант Х. Хроматографы используют для анализа и для препаративного (в т. ч. промышленного) разделения смесей веществ. При анализе разделённые в колонке хроматографа вещества вместе с элюентом попадают через различные промежутки времени в установленное на выходе из хроматографической колонки детектирующее устройство, регистрирующее их концентрации во времени. Полученную в результате этого выходную кривую называют хроматограммой. Для качественного хроматографического анализа определяют время от момента ввода пробы до выхода каждого компонента из колонки при данной температуре и при использовании определённого элюента. Для количественного анализа определяют высоты или площади хроматографических пиков с учётом коэффициентов чувствительности используемого детектирующего устройства к анализируемым веществам.
Для анализа и разделения веществ, переходящих без разложения в парообразное состояние, наибольшее применение получила газовая Х., где в качестве элюента (газа-носителя) используются гелий, азот, аргон и др. газы. Для газо-адсорбционного варианта Х. в качестве сорбента (частицы диаметром 0,1—0,5 мм ) используют силикагели , алюмогели, молекулярные сита , пористые полимеры и др. сорбенты с удельной поверхностью 5—500 м2 /г. Для газо-жидкостной Х. сорбент готовят нанесением жидкости в виде плёнки (высококипящие углеводороды, сложные эфиры, силоксаны и др.) толщиной несколько мкм на твёрдый носитель с удельной поверхностью 0,5—5 м2 /г и более. Рабочие температурные пределы для газо-адсорбционного варианта Х. от —70 до 600 °С, для газо-жидкостного от —20 до 400 °С. Газовой Х. можно разделить несколько см3 газа или мг жидких (твёрдых) веществ; время анализа от несколькихсек до нескольких часов.
В жидкостной колоночной Х. в качестве элюента применяют легколетучие растворители (например, углеводороды, эфиры, спирты), а в качестве неподвижной фазы – силикагели (в т. ч. силикагели с химически привитыми к поверхности различными функциональными группами – эфирными, спиртовыми и др.), алюмогели, пористые стекла; размер частиц всех этих сорбентов несколько мкм. Подавая элюент под давлением до 50 Мн/м2 (500 кгс/см2 ), удаётся сократить время анализа от 2—3 ч до нескольких мин. Для повышения эффективности разделения сложных смесей используют программируемое во времени изменение свойств элюента путём смешения растворителей разной полярности (градиентное элюирование).
Жидкостная молекулярно-ситовая Х. отличается использованием сорбентов, имеющих поры строго определённого размера (пористые стекла, молекулярные сита, в том числе декстрановые и др. гели). В тонкослойной и бумажной Х. исследуемую смесь в жидком виде наносят на стартовую линию (начало пластинки или полоски бумаги), а затем разделяют на компоненты восходящим или нисходящим потоком элюента. Последующее обнаружение (проявление) разделённых веществ на хроматограмме (так в этих случаях называют пластину с нанесённым на неё сорбентом или хроматографическую бумагу, на которых произошло разделение исследуемой смеси на компоненты) осуществляют при помощи ультрафиолетовой (УФ) спектроскопии, инфракрасной (ИК) спектроскопии или обработкой реактивами, образующими с анализируемыми веществами окрашенные соединения.
Качественно состав смесей с помощью этих видов Х. характеризуют определённой скоростью перемещения пятен веществ относительно скорости движения растворителя в данных условиях. Количественный анализ осуществляют измерением интенсивности окраски вещества на хроматограмме.
Х. широко применяется в лабораториях и в промышленности для качественного и количественного анализа многокомпонентных систем, контроля производства, особенно в связи с автоматизацией многих процессов, а также для препаративного (в т. ч. промышленного) выделения индивидуальных веществ (например, благородных металлов), разделения редких и рассеянных элементов.
Газовая Х. применяется для газов разделения , определения примесей вредных веществ в воздухе, воде, почве, промышленных продуктах; определения состава продуктов основного органического и нефтехимического синтеза, выхлопных газов, лекарственных препаратов, а также в криминалистике и т.д. Разработаны аппаратура и методики анализа газов в космических кораблях, анализа атмосферы Марса, идентификации органических веществ в лунных породах и т.п.
Газовая Х. применяется также для определения физико-химических характеристик индивидуальных соединений: теплоты адсорбции и растворения, энтальпии, энтропии, констант равновесия и комплексообразования; для твёрдых веществ этот метод позволяет измерить удельную поверхность, пористость, каталитическую активность.
Жидкостная Х. используется для анализа, разделения и очистки синтетических полимеров, лекарственных препаратов, детергентов, белков, гормонов и др. биологически важных соединений. Использование высокочувствительных детекторов позволяет работать с очень малыми количествами веществ (10-11 —10-9 г ), что исключительно важно в биологических исследованиях. Часто применяется молекулярно-ситовая Х. и Х. по сродству; последняя основана на способности молекул биологических веществ избирательно связываться друг с другом.
Тонкослойная и бумажная Х. используются для анализа жиров, углеводов, белков и др. природных веществ и неорганических соединений.
В некоторых случаях для идентификации веществ используется Х. в сочетании с др. физико-химическими и физическими методами, например с масс-спектрометрией, ИК-, УФ-спектроскопией и др. Для расшифровки хроматограмм и выбора условий опыта применяют ЭВМ.
Лит.: Жуховицкий А. А., Туркельтауб Н. М., Газовая хроматография, М., 1962; Киселев А. В., Яшин Я. И., Газо-адсорбционная хроматография, М., 1967; Сакодынский К. И., Волков С. А., Препаративная газовая хроматография, М., 1972; Гольберт К. А., Вигдергауз М. С., Курс газовой хроматографии, М., 1974; Хроматография на бумаге, пер. с чеш., М., 1962; Детерман Г., Гель-хроматография, пер. с нем., М., 1970; Morris С. J. О., Morris P., Separation methods in biochemistry, L., 1964.
К. И. Сакодынский.
Основные варианты проведения хроматографического процесса: а – фронтальный; б – проявительный; в – вытеснительный; 1, 2, 3, 4 – разделяемые вещества; C – несорбирующаяся подвижная фаза; D – вытеснитель.
