> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Ацетилен

Ацетилен

Ацетилен. Кроме употребления для целей освещения в небольших установках, автогенной пайки и резки металлов, А. находит широкое применение в собственно химической промышленности для получения хлорированных производных А., из которых некоторые нашли применение как жидкости, хорошо растворяющие жиры, масла и смолы; отличительная особенность их —пегорючесть, а потому они с успехом заменяют огнеопасные бензины и эфир для целей экстрагирования упомянутых веществ.

Действуя хлором на А. в разных условиях (в присутствии пятяхлористой сурьмы или твордого катализатора— раздробленного железа), получают ацотилелтотрахлорцд (пли тетрахлоротан, C2H2Clj) с точкой кипения 144°; но как растворитель он обладает некоторыми практически неудобными свойствами (реагирует с щелочами и действует в присутствии воды па железо). Тотрахлор-этап кипячением с известковым молоком превращается в трихлорэтилен C2HCl;s — жидкость, кипящую ири 85°, индифферентную далее в присутствии воды в отношении же-лоза, меди, свинца, цинка и олова. 15 разбавленных щелочах и известковом молоко он постоянен. Это хлороироизводное А. находит применение как растворитель для жиров, масла и смол. Трихлорэтилен, иагротый с едким натром, известью и спиртом в сосуде с обратным холодильником, образует дихлор-вшшловый эфир; последний при кипячении с водой переходит в хлоро-уксусный эфир:

С2НС13 + КаОС2И-=KaCl + С,НС1, ОС2 Н„ С2НС12-ОС2Н5 + Н20=НС1 +

+ С1СН2-СО-ОС2Н5.

Этот эфир применяется вместо уксусной кислоты при синтезе индиго (через фенпл-глицин из анилина и хлоруксуснои кислоты).

Б последнее время обращено внимание па реакцию Кучерова для получения из А. ук-сусиого альдегида, а из последнего окислением — уксусной кислоты. Первая реакция протекает при пропускании А. через разбавленную сорпую кислоту, содорлсащую соли окиси ртути, по схеме: С2Н2 + П20== CHS СПО. Вторая жо реа[сция требует растворения альдегида в уксусной кислоте, пропускания через раствор кислорода в присутствии небольшого количества марганцовых солон по схоме :2СН3-СИО + 02== 2СН3СООН. В присутствии алкоголята алюмииил можно получить из двух частпц альдегида одпу частицу уксусного эфира (реакция Тищенко):

2СН3-СИО=СН8СООС2И5.

Таким образом из А. можно получить как самую уксусную кислоту, так и этиловый эфир ео; отсюда является возможность конкурировать с уксусной кислотой, продуктом сухой порогопкп дорова. Все зависит от стоимости А. и исходпого продукта для последнего — карбида кальция, для получения которого требуется дешевая электрическая энергия. См. Ullmann, I1., «Enzyklopiidie dor itechnischen Chemie», В. 1. „

Ацетон. В последнее время привлекает внимание способ получения А. брожением. Ход работы таков.

Кукурузу, оспобождопную от шелухи, размалывают, и муку в особых аппаратах размешивают с горячей водой (па 1 ч. муки берут 10 ч. воды), почему содержащийся в муке крахмал переходит в мелко-дисперсное состояние и частично гидролизуется; этим же достигается стерилизация массы. Полученную смесь перекачивают в бродил ьиые чаны и поело охлаждения прибавляют чистую культуру Granulobacter pectinovorum. Бродильные чапы снабдесиы гидравлическими затворами, через которые свободно выходят образующиеся при процессе брожения газы, состоящие из окиси углерода и водорода. Во время брожения строго соблюдают сто-рилышо условия и поддерживают температуру в 40—45°. По окончании брожения полученные продукты (А., этиловый и бутиловый спирты) разделяются дестилляциой в колонных аппаратах. Первым перегоняется А., вторым — этиловый спирт, а затем смесь бутилового спирта с водок, содержащая до 68% бутилового спирта. Из такого погона дальнейшей обработкой получают чистый бутиловый спирт. Выходы: из 1 бушеля

(46,4 литра) 8ориа получают 4,319 килограмм полезного продукта, состоящего из 60% А., 30% этилового и 10% бутилового спирта. Продукты соединения А. с солями серпи-стой и гидросериистой кислоты применяются в фотографии (А.-сульфит), в печатании и крашепии ткапой в качество проявителей и восстановителей. А. находит такжо применение дли ириготовлепия ряда цеппых органических продуктов: хлороформа, йодоформа, сульфонала, иоиоиа, пзопрепа и пи-накона; два поел одних, в свою очередь, являются исходными веществами для приготовления синтетического каучука.— См. Нег-~°0> «ПЬог die Gewinnung von Butanol u. Aceton aus Mais nach dem Weizmann Vcrfahron», 1927. q

Ацетонэмия. Одною из причин рас-строенпого обмена жиров при А. является нарушение обмена углеводов нли недостаточное введение углеводов в организм. Дело в том, что для полного сгорания жиров необходимо сгоранио достаточного количества углеводов (по образному выражению: «жиры сгорают в пламопн углеводов»). Такое недостаточное сгорание жиров вследствие недостаточного сгорания углеводов чаще всеюнаблюдается при сахарном диабете, когда обмен углеводов очень расстраивается и когда вследствие этого приходится очень ограничивать введение углеводов в организм; в таких случаях получается значительное преобладание жиров и белков в пище, а к тому лее та или иная часть введенных углеводов выводится мочей в виде несгоревшего сахара. В результате жиры недостаточно сгорают при недостаточном сгорании углево-водов, и развивается А. с ацетону-рией. Кроме того, А. с ацетонурией могут возникнуть при длительном голодании; дело в том, что при голодании прежде всего потребляются запасы углеводов, и только потом идут запасы жиров и белков; таким образом, когда запасы углеводов уже истрачены, сгорание жиров совершается при очень недостаточном сгорании углеводов (при распадении и окислении белков образуется некоторое количество углеводов, но, разумеется, очень недостаточное, да к кому же и для полного сторания белков таклсе требуется сгорание достаточного количества углеводов). Наконец, А. с ацетонуриеп могут быть даже и у здоровых при исключительно мясной и жировой пище. Надо, однако, сказать, что ацетоновые тела сами по себе мало ядовиты, и их наличие в крови и моче является лишь указанием на то, что обмен веществ сильно расстроен и что в связи с этим становится весьма вероятным иерегружепие организма и другими значительно более ядовитыми промежуточными, еще мало известными нам продуктами обмена веществ; эти продукты и могут вызывать тяжелые явления отравления, например диабетическую кому. и Кабанов.

Ацидоз. В чистой воде (11аО) небольшая часть молекул всегда оказывается распавшейся на ионы, причем молекула воды распадается наположительный водородный поп 11+ и отрицательный гидроксильный ион. ОН“. В каждой молекуле любой кислоты имеется один или несколько водородпых атомов с особым свойством: при растворении кислоты в воде эти атомы отщепляются, получают при этом положительные заряды и становятся водородными ионами; остальная часть кислоты, ее остаток заряясается при этом отрицательным электричеством и становится анионом (отрицательный ион остатка кислоты). Так, например, молекула серной кислоты (HSO,) при растворении распадается па два Н+и один анион SO, с двойным отрицательным зарядом. Таким образом, водородный ион является характерной составной частью раствора любой кислоты; в частности от присутствия значительного количества водородных ионов зависит кислый вкус кислоты. В каждой молекуле любой щелочи или основания имеется один или несколько гидроксилов (ОН); при растворении щелочи в воде гидроксилы отщепляются, получают отрицательный заряд и становятся гидроксильными ионами; остальная часть щелочи, ее остаток (в неорганических щелочах и основаниях обычно атом металла) заряжается положительным электричеством и становится катионом (отрицательный ион остатка щелочи или основания, соотв. металла). Так, например, молекула щелочи, «едкий натр» (NallO) при растворении распадается на 01Г и Na1. Таким образом, гидроксильный ион является характерной составной частью раствора любой щелочи или основания; в частности от присутствия значительного количества гидроксильных ионов зависит щелочной вкус щелочи. Мы уже сказали, что в чистой воде часть молекул всегда оказывается распавшейся на Н+ и ОН- Но так как в воде количества Н+ и

01Г всегда одинаковы, то положительные заряды водородных ионов и отрицательные заряды гидроксилов взаимно уравновешивают, нейтрализуют друг друга; вода не проявляет ни свойств кислоты, ни -свойств щелочи, или, как говорят, имеет нейтральную реакцию. Лишь преобладание П+ над ОН- (что и имеет место в растворах кислот) -придает кислотный характер раствору; иначе говоря, лишь при преобладании П+ над ОН- раствор имеет кислую реакцию, и самая степень кислотности зависит от степени преобладания Н+ пад ОН- Точно так же лишь преобладание 011“ над П+ (что и имеет место в растворах щелочей и оснований) придает щелочной или основной характер раствору; иначе говоря, лишь при преобладании 011“ пад П+ раствор имеет щелочную реакцию, и самая степень щелочности зависит от степени преобладания 011“ над Н+. Количество Н+ или 011“ в данном растворе называется их концентрацией. И вот -оказывается, что произведение из концентрации П+ на концентрацию 01Г есть величина постоянная, то есть одна и та же как в чистой воде, так и во всех растворах (при данной t°); следов., с увеличением количества И количество 011“ в растворе неминуемо уменьшается, и наоборот, с увеличением количества 011“в растворе всегда уменьшается количество 11+. Вот почему, наир., о кислотности можем судить не по преобладанию Н+ над 0Н“, апросто по количеству Ю в растворе: если количество Н+ в данном растворе больше, чем в чистой воде (того лее объёма и той лее t°), то реакция кислая; если же количество П+ меньше, чем в чистой воде, то реакция щелочная. Вместо количества П+ для су ледени и о стенепи кислотности или щелочности можно брать вес всех П+, имеющихся в растворе. Обычно все расчеты делают па литр при t° 18°С-В литре чпетой воды при 18° все Н+ весят 0,000000080 ip; этот вес всех водородных ионов есть мерило нейтральной реакции; если в литре раствора вес всех П+ больше 0,000000086, то реакции раствора кислая; если же вес всех П+ меньше 0,000000086, то реакция щелочная. По так как такие числа слишком неудобны, то вместо них берут их логарифмы. Логарифм 0,000000086 =—7,068; а так как это логарифм отрицательный, то с увеличением числа (веса всех IH) логарифм по абсолютной величине уменьшается, а с уменьшением числа увеличивается. Таким образом, если логарифм по абсолютной величине больше 7,068, то реакция щелочная, если меньше 7,068, то—кислая. Логарифм веса всех IIf обозначается через pH, причем относительный знак отбрасывается. Для чистой воды рП=7,068; если растворить в литре

60,0 уксусной кислоты, то pH=2,366 (реакция кислая); если растворить 40,0 едкой щелочи, то рП= 14,05 (реакция щелочная).

Реакция раствора, определяемая концентрацией П+, называется активной реакцией в отличие от реакции, определяемой лакмусом или титрованием (смотрите аналитическая химия) с лакмусовым раствором в виде индикатора. При таком титровании величина кислотности будет выше, чем величина активной кислотности, определяемой рИ, так как во время самого титрования значительная часть нераспав-шихсл молекул распадается на ионы.

Реакция крови очень близка к пей-тральпой, и pH крови колеблется между 7,36—7,32 (при t° крови, т.-с. при 37°С); реакция, слонов., очень слабо щелочная и очень постоянная. Состояние крови, при котором имеется сдвиг реакции крови в сторону кислотности (то есть pH меньше 7,32), называется Л.; состояние лее крови, при котором имеется сдвиг в сторонущелочности (то есть pH больше 7,36), называется алкалозом. Реакция крови остается в пределах 7,36—7,32 не только при нормальных состояниях организма, но обычно и при заболеваниях. Лишь при очень тяжелых состояниях организма эта реакция выходит за свои обычные пределы. Зависит это от целого ряда приспособлений, имеющихся в организме. Прежде всего в крови находятся особые, так ваз. буферные вещества, к таким веществам относятся бикарбонаты (двууглекислая сода) и фосфаты (бдно-и двуметальные соли фосфорной кислоты), а также белки, в том числе и гемоглобин. Эти вещества обладают способностью связывать водородные ионы, когда они оказываются в крови в избытке, и освобождать их, когда содержание их в крови понижено. На ряду с этим белки могут связывать также и гидроксильные ионы (связывание белковой молекулой водородных и гидроксильных ионов происходит, разумеется, в различных ее частях). Легхсо понять, что способность буферных веществ связывать водородные ионы зависит не только от их количества в крови, но и от того, сколько их уже связано; то количество водородных ионов, которое в данный момент могут связать буферные вещества до полного их насыщения, служит мерилом так называется запатой (резервной) щелочности. Кроме того, в организме имеются приспособления для выделения избытка кислот или щелочей из организма наружу. Так, избыток углекислоты может сравнительно легко удаляться через легкие в составе выдыхаемого воздуха. Избыток других (главным образом нелетучих) кислот, а отчасти углекислота (в виде _,солей) могут выводиться через почки; на ряду с этим в почках из мочевины крови, в случаях надобности, образуется щелочь аммиак, который и соединяется с кислотами, если они в избытке выводятся из организма, причем образуются аммиачные соли; в результате черезмерная кислотность мочи снижается. Избыток щелочей может также выводиться через почки, почему моча может принять далее щелочную реакцию. Избыток кислот может выводиться через пищеварительный канал (наир., свободная соляная кислота в желудочном соке). Кожа также может принимать участие в выведении кислот (летучие органические кислоты находятся в поту). Таким образом, когда кислоты поступают извне в организм или образуются в организме в избытке, то при этом избыток водородных ионов частью связывается буферными веществами, частью выводится из организма, вследствие чего содержание водородных ионов в организме (в их отношении к гидроксильным ионам) скоро приходит к нормальному уровню. Если щелочи поступают извне в организм или образуются в ном в избытке, то часть водородных ионов освобождается из буферных веществ, часть гидроксильных ионов связывается такими буферными веществами, как белки, выделении кислот из организма уменьшается, выделение же щелочей увеличивается, вследствие чего содержание гидроксильных ионов в их отношении к водородным ионам приходит к нормальному уровню. Таким образом, при изменениях в обмене кислот и оснований активная реакция крови почти не изменяется, но очень значительно изменяются ироцесы выделения кислот и щелочей в организме, а главное изменяется степень насыщения буферных веществ организма, т. - е. резервная щелочность. Когда много водородных ионов связано буферными веществами, то резервная щелочность оказывается мала; такое состояние называется относительным, или, иначе, компенсированным А., или же просто А., так как абсолютный некомпенсированный А., когда pH меньше 7,36(nput0 тела), наблюдается, как мы указывала, лишь в исключительных слу чаях. Когда мало водородных ионов связано с буферными веществами, то резервная щелочность очень велика; такое состояние называется относительным, или, иначе, компепсироватщм алкалозом, или же просто алкалозом, так как абсолютный некомпенсированный алкалоз, когда pH больше 7,36, встречается точно так же лишь в исключительных случаях.

Л. и алкалоз играют огромную роль в деятельности организма. Процессы функциональной деятельности клеток, тканей, органов, то есть процессы распадения и окисления, процессы диссимиляции сопровождаются образованием кислот и создают условия для развития А. В начале функциональной деятельности образующиеся кислоты частью удаляются из организма, частью их водородные ионы связываются буферными веществами. По с продолжением деятельности, по мере накопления водородных ионов в буферных веществах, резервная щелочность сниясается, наступает та или иная степень относительного Л. Но А., как таковой, тормознт процессы траты, ипаче процессы дезассимиляции, понижает окислительные процессы, то есть тканевое дыхание, понижает деятельность симпатической системы, более связанной с функциональной деятельностью органов и тканей, понижает деятельность симпа-тикотропных эндокринных желез, также более тесно связанных с функциональной деятельностью, и, наоборот, способствует процессам восстановления и накопления, иначе процессам ассимиляции, повышает деятельность парасимпатической системы (блуждающего нерва), более связанной с процессами восстановления и накопления, повышает деятельность парасимпатикотроппых (ваго-тронных) эндокринных желез, также более тесно связанных с процессами восстановления и накопления. Таким образом, функциональная деятельность органов и тканей, процессы диссимиляции в самих себе носят смену их процессами восстановления и накопления процессами ассимиляции, то есть отдыхом, покоем, сном. В начало функциональной деятельности, пока начальный алкалоз, благодаря повышенной деятельности выделительных органов и повышенной резервной щелочности, еще сохраняется, нет А. и его тормозящего действия на функциональную деятельность; но в дальнейшем, к «концу» деятельности развивается А., благодаря которому наступает противоположная фаза обмена веществ, фаза восстановления, ассимиляции, отдыха или даже сна. Подобным же образом в начале покоя, отдыха, сна, благодаря пониженной деятельности выделительных органов и пониженной резервной щелочности, кислоты задерживаются в организме,и состояние А., благоприятствующее процессам восстановления и накопления, сохраняется; но в дальнейшем, по мере восстановления и накопления истраченных во время функциональной деятельности веществ, восстанавливается деятельность выделительных органов (дыхания, ночек и прочие), буферные вещества освобождают водородные ионы, резервная щелочность повышается и наступает состояние относительного алкалоза. Но алкалоз, как таковой, оказывает на организм действие, противоположное действию А.: алкалоз тормознт процессы ассимиляции, деятельность парасимпатической системы и ваго-тронных эндокринных желез (более связанных с процессами ассимиляции) и, наоборот, повышает деятельность симпатической системы и сим-патикотропных эндокринных желез, способствует процессам диссимиляции, иначе функциональной деятельпости. Таким образом, состояние покоя, отдыха, сна, процессы ассимиляции носят в самих себе смену их процессами диссимиляции, иначе функциональной деятельностью тканей и органов. Итак, состояние А. свойственно состояниям покоя, отдыха, сна, процессам восстановления и накопления, процессам ассимиляции, преимущественной деятельности парасимпатической системы и ваготропных желез; но развивается А. в период функциональной деятельности органов и тканей (постепенно, к концу этою периода), то есть в период фазы обмена веществ, противоположной той фазе обмена, для которой свойственным является состояние А.; наоборот, состояние алкалоза, свойственное функциональной деятельности организма, то есть диссимилятивной фазе обмена веществ, развивается в период отдыха или сна (постепенно к концу периода), то есть в период ассимилятивной фазы обмена веществ.

До этих нор мы говорили о сменах А. и алкалоза при нормальной деятельности организма. При болезненных состояниях А. и алкалоз бывают выражены в значительно более резкой степепи, хотя все лее они большею частью остаются относительными, иначе компенсированными. 13 организме белки, жиры и углеводы распадаются и окисляются; главными продуктами распадения и окисления их являются мочевина, вода и углекислота; но избыток углекислоты легко выделяется из организма через легкие. Лишь при некоторых состояниях организма образуются и поступаю г в кровь другие кислоты (например, молочная при мышечной работе). Вот почему при нормальном обмене веществ значительного А. обычно не бывает. Если же процессы распадения и окисления расстраиваются и замедляются, то в организме могут накапливаться различные промежуточные продукты обмена веществ; эти продукты по преимуществу кислого характера, и, следов., расстройства процессов диссимиляции ведут обычно к более значительному, повышенному А. (артритические заболевания, или артритизм, соотп. нормальная конституция восстановления и накопления и патологическая артритическая конституция). Замечательно то, что при артритических заболеваниях мы имеем преобладание процессов ассимиляции над процессами диссимиляции, преобладание деятельности парасимпатической системы и нарасимпатикотропных эндокринных желез над деятельностью симпатической системы и симиатико-тропных желез; состояние же А. именпо и свойственно деятельности парасимпатической системы и пара-симпатикотропиых желез и процессам ассимиляции. Повышенное распадение белков, жиров и углеводов организма ташке может вести к А. в результате избыточного образования кислых промежуточных продуктов обмена веществ; такой А. нередко наблюдается при длительном голодании. Развитью А. может способствовать также и введение так называемым кислых сортов пищи (пища животного происхождения, злаки). Понижение процессов выделения кислот из организма (например, при почечных заболеваниях) приводит к А., в особенности при уремии. Особый интерес представляют случаи значи- тельно замедленного выведения углекислоты через легкие; наблюдается это при тяжелых легочных заболеваниях (далеко зашедший туберкулез легких, эмфизема, лиеймония на более значительном протяжении); в таких случаях А. зависит от скопления углекислоты в крови и называется поэтому газовым А.

Патологический алкалоз наблюдается релсе, главным образом при повышенной нервной и мышечнойвозбудимости, при малокровии, базедовой болезни и вообще в тех случаях, где преобладают процессы диссимиляции над процессами ассимиляции, деятельность симпатической системы и симпатикотропных эндокринных желез над деятельностью парасимпатической системы и пара-симпатикотрошшх желез. Замечательно то, что при упадочных (астенических) заболеваниях, иначе при упадочной (астенической) конституции мы имеем преобладание процессов диссимиляции над процессами ассимиляции, преобладание деятельности симпатической системы и симпатнко-тропных эндокринных желез над деятельностью парасимпатической системы и парасимпатикотропных желез; состояние лее алкалоза именно и свойственно деятельности симпатической системы и симпатикотропных желез и процессам диссимиляции. Развитью алкалоза может способствовать также и введение так называемых основных (иначе щелочных) сортов пищи (значительно большая часть овощей и почти все Фрукты). 7/. Кабанов.