(С, атомный вес 12) — принадлежит к числу элементов, в значительной степени распространенных в природе. Входя в состав растительных и животных тканей (вместе с водородом, кислородом и азотом), У. играет важную роль во всех жизненных процессах организмов. В воздухе углерод находится в малом количестве, в виде окиси углерода, углекислоты, углеводородов и пр.; в воде рек морей и пр. — в виде углекислоты и углекислых соединений кальция, магния, железа и пр.; в земной коре — в виде каменного и бурого угля, антрацита, нефти, асфальта, озокерита, углекислых солей и пр. Присутствие У. в небесных телах показывает спектроскоп; кроме того, его находят в метеоритах. Свойства. У. в кристаллическом виде известен в нескольких видоизменениях и в аморфном виде. По предложению Люци, различают следующие разновидности У.: 1) алмаз, 2) графит, 3) графитит и 4) аморфный У. Алмаз, по кристаллографической форме, принадлежит к правильной системе, бывает или бесцветен, или окрашен в различные цвета: желтый, зеленый, синий, красный и черный; наибольшее значение в технике имеют черные алмазы, назыв. карбонатами, они попадаются величиною от горошины до кусков в 1 кг; при кристаллическом строении они иногда очень пористы. Уд. вес их 3,012 — 3,416. Отличаясь большой твердостью (больше, чем у обыкновенных алмазов), они идут для приготовления алмазных инструментов, напр., для распиливания или бурения твердых горных пород; в порошке они применяются для шлифовки драгоценных камней. Стоимость алмазов сильно зависит от степени прозрачности их и цвета. Бесцветный алмаз имеет уд. в. около 3,51; по твердости он превосходит все тела, за исключением алмазного бора. Самыми твердыми считаются ост-индские алмазы и наименее твердыми — капские; в то же время алмаз хрупок и может истираться в порошок. Коэффициент расширения алмаза по Физо 0,00000118; с темп. он увеличивается. Теплоемкость алмаза значительно ниже той, которая требуется законом Дюлонга и Пти. С повышением темпер. она увеличивается и приближается к нормальной. Алмаз обладает очень высоким коэффициентом лучепреломления: для линии H он равен 2,51425; коэффициент светорассеяния у него значительно выше, чем у многих прозрачных тел. Благодаря большой твердости алмаза и связанной с ней способности воспринимать высокую степень полировки, благодаря сильному светорассеянию, малому углу для полного внутреннего отражения, алмаз имеет весьма сильный блеск и игру. Алмаз не проводит электричества; под влиянием электрических разрядов в пустоте он начинает сильно фосфоресцировать синим, зеленым и красным цветами. Действие высокой температуры на алмаз было предметом многочисленных исследований. Опыт показывает, что алмаз выдерживает сильное накаливание почти без изменения. В XVII ст. впервые Anselme Bo?ce высказал мнение, что алмаз может гореть; к тому же мнению пришел и Ньютон, основываясь на значительной величине коэффициента преломления алмаза. В 1694 г. флорентийские ученые Аверани и Фарджио показали, что алмаз сгорает при накаливании солнечными лучами в фокусе вогнутого зеркала. Лавуазье нашел, что при горении алмаза в кислороде образуется углекислота, как и при горении обыкновенного угля, и таким образом была установлена химическая природа алмаза. При горении алмаз оставляет золы 0,05 — 0,2%, которая состоит главн. образом из кремнезема, окиси железа, извести и магнезия. Черные алмазы дают больше золы и горят быстрее. Горение алмаза в кислороде начинается около 800°; при этом он не плавится и не чернеет; горящий алмаз в воздухе гаснет. По Бертело, на 12 г алмаза при горении выделяется 94,31 больших калорий. При накаливании без доступа воздуха алмаз изменяется только при очень высокой температуре, напр., в вольтовой дуге; алмаз при этом чернеет, уд. в. его уменьшается, и получается вещество, похожее на графит. Смесь азотной кислоты и бертолетовой соли, расплавленная селитра (Муассан), фтор при 1200° не действуют на алмаз. Расплавленный поташ или сода, хромовая смесь при 180° — 230° окисляют алмаз. С железом он соединяется около 1100°, с серой — около 1000°. Благодаря высокой стоимости алмазов, издавна ведутся попытки получать их искусственным путем из других видов У. — Депрэ указал, что при получении вольтовой дуги между пучком платиновых проволок и углем, уголь обращается в пар и садится в виде мелких кристаллов, которые иногда бывают прозрачны и по своему блеску и способности полировать рубин напоминают алмаз. Результаты его опытов оспаривались многими; по Муассану, это могли быть углеродистые кремний или бор. Обширные опыты получения алмазов искусственным путем были произведены Муассаном в 90-х годах прошлого столетия. Муассан растворял У. в расплавленном серебре, алюминии, железе, хроме, никеле и др. металлах, но при застывании металла в обыкновенных условиях У. всегда выделялся в виде графита. Накаливая уголь в вольтовой дуге, Муассан не нашел и следов плавления, хотя У. видимо испарялся, и пришел к заключению, что У. при обыкновенном давлении обращается в парообразное состояние, не плавясь (подобно мышьяку); исследование налета, образовавшегося от охлаждения паров У., показало, что он состоит из графита; в него же перешел и взятый уголь. Если сопоставить эти результаты с тем фактом, что сам алмаз при накаливании в вольтовой дуге переходит в графит, то можно придти к заключению, что графит есть наиболее стойкая разновидность У. при высоких температурах под обыкновенным давлением. После таких неудачных попыток получить алмаз Муассан пришел к убеждению, что необходимым условием для выделения У. в форме алмаза, кроме высокой температуры, должно являться давление. При сильном давлении и высокой температуре У. будет плавиться и, переходя из жидкого состояния в твердое, будет кристаллизоваться в форме алмаза. Все эти требования известным образом выполняются при быстром охлаждении расплавленного чугуна. Если охладить чугун очень быстро, вливая в воду или в расплавленный свинец, он затвердевает с поверхности, оставаясь еще жидким внутри. Жидкая масса при дальнейшем охлаждении в свою очередь затвердевает, выделяя растворенный У., но так как чугун при переходе из жидкого состояния в твердое увеличивается в объеме, а здесь такому увеличению объема мешает образовавшаяся вначале твердая кора, то выделившийся У. должен испытывать большие давления. Растворяя полученный таким образом чугун, Муассан нашел в нем алмазы до 0,5 мм величиной. Россель показал, что такие же алмазы находятся в стали, застывающей под большим давлением. По указанию Руссо, черные алмазы получаются при разложении ацетилена в вольтовой дуге. Для распознавания алмаза, кроме состава, служит его твердость, удельный вес, а также отношение к рентгеновским лучам, которых он не пропускает. О месторождениях, добыче алмазов и пр. — см. Алмаз, Бриллиант и Драгоценные камни. Другая кристаллическая разновидность У. — графит — находится на земной поверхности, в большем количестве, чем алмаз, и искусственным путем она получается легче последнего (см. Графит, Графитовые тигли). Теплота горения графита на 1 г 7901,2 б. к. (Бертело и Пти). Графит применяется для приготовления карандашей, тиглей; в гальванопластике им покрываются предметы, не проводящие электрического тока, чтобы сделать их проводниками; им пользуются как смазочным материалом, для полировки, окраски и пр. Продажный природный графит содержит большее или меньшее количество примесей (по анализам Мена — до 74,2%). Достоинство графита определяется процентным содержанием в нем У. Для определения У. графит или сжигается в струе кислорода, или окисляется хромовой кисл. При анализе графита необходимо иметь в виду следующие обстоятельства. Графит обыкновенно содержит воду, которая не выделяется даже при 150°; для удаления ее требуется слегка накалить пробу без доступа воздуха. С другой стороны, в графите часто находится колчедан и известняк; образовавшийся при горении серы сернистый газ и выделившаяся при разложении известняка углекислота могут значительно изменить результаты анализа. Для устранения этого графит промывается слабой соляной кислотой, и в трубку для сожжения кладется слой хромовокислого свинца. Трудность анализа графита зависит еще от того, что иногда частицы его при горении облекаются расплавленными шлаками, которые защищают его от доступа кислорода. Графит, как и другие разновидности У., отделяется от алмаза окислением азотной кислотой с бертолетовой солью. На существование особой разновидности графита — графитита — указано Люци, по исследованиям которого графитит бывает кристаллический в аморфный. Графитит отличается от графита по действию на них азотной кисл.: графит, смоченный крепкой азотной кисл., при нагревании вспучивается, и крупинки его принимают червеобразный вид; графитит не показывает этого явления. При окислении графита и графитита смесью азотной кислоты и бертолетовой соли получаются продукты (окиси графита и графитита), отличающиеся между собой по своему составу. Аморфный графитит отличается от аморфного У. своим высоким уд. весом, около 2,21 — 2,26, и способностью давать при окислении нелетучую окись, не растворимую в воде. Аморфный У. получается действием магния на углекислоту или ее соли, фосфора на расплавленный поташ, соду или цианистый калий, при разложении органических веществ, напр., при неполном горении их (сажа), при сухой перегонке или накаливании их без доступа воздуха и пр. Полученный тем или другим способом У. содержит большее или меньшее количество примесей и обыкновенно называется углем. Свойства угля (см. Уголь древесный и др.), вообще говоря, бывают различны, в зависимости как от материала, из которого он получен, так и от способа получения. Отличие углей от алмаза и графита составляет уд. вес, обыкновенно меньше 2, и большая склонность к химическим превращениям. О технически важных видах углей см. Антрацит, Уголь каменный, животный, древесный и Сажа. Из наиболее чистых сортов аморфного У., встречающихся в природе, можно указать на минерал шунгит, найденный в Олонецкой губ., в Повенецком у. По Иностранцеву, он в отборных образцах содержит У. 98,11%, водорода 0,43%, азота 0,43% и золы 1,09%. В Саксонии найден минерал графитоид, содержащий, по анализу Люци, 98,82 — 99,02% У. Для получения аморфного У. в чистом виде иногда берут порошок древесного угля или угля из молочного сахара и обрабатывают его соляной кислотой, едким кали и водой; затем нагревают его в струе хлора; полученный продукт содержит, однако, некоторое количество золы. Лучшие результаты получаются с сажей. Обширные опыты для получения аморфного У. были произведены Муассаном. Он прибегал к неполному горению керосина, ацетилена, разложению четырехйодистого У. различными способами, восстановлению углекислоты бором и пр. При этом избегали действия высокой температуры. Наилучшие результаты получились при детонации ацетилена. Аморфный У. в этом случае получается в виде рыхлого порошка уд. в. 1,76, легко окисляющегося и полимеризующегося; при накаливании в вольтовой дуге аморфный У. уплотняется, уд. вес его становится около 2,12 и он показывает все свойства графита. Теплота горения на 1 г 8137,4 (Бертело). Соединения У. — У. дает соединения с водородом, кислородом, серою, азотом, галоидами и пр., причем в частицы этих соединений может входить самое разнообразное число его атомов. В соединениях своих У. является 4-атомным, так что предельный тип для частицы с одним атомом У. выражается формулой СХ4, где ? одноатомный элемент или группа. Благодаря способности атомов У. соединяться между собою, образуя сложную частицу в виде открытой или закрытой цепи (см. Химическое строение), получается чрезвычайно большое число разнообразных углеводородистых соединений, которые составляют предмет так наз. органической химии (см.). Так как были получены углеводородистые соединения, которые при одном и том же составе и одной и той же частичной формуле обладали различными физическими и химическими свойствами, то был выдвинут вопрос о строении частиц, о взаимном соотношении различных атомов, входящих в частицу, и пр., разработка которого чрезвычайно расширила область современной химии. У. прямо соединяется со многими телами (обыкновенно берется аморфный У.). При получении вольтовой дуги в струе водорода образуется углеводород ацетилен (см.): 2C + H2 = C2H2; соединяясь в тех же самых условиях с азотом У. дает циан: C2 + N2 = C2N2. При горении в кислороде получается окись У. СО и углекислота СО2. Из галоидов У. прямо соединяется только с одним фтором, затем он непосредственно соединяется с серой, кремнием, бором и многими металлами: железом, хромом, марганцем, магнием, кальцием, алюминием, барием, платиной и пр. Из соединений У. здесь будут рассмотрены только окислы и углеродистые металлы, о прочих же см. Хлористый, Бромистый, Йодистый и Фтористый У., Циан, Сероуглерод, Фосген, Родановая и синильная кисл., Мочевина, Карбаминовая и Циановая кисл., Углеводороды, Спирты и пр. органические вещества. Окись У. СО была получена впервые в 1776 г. Ласонном при накаливании угля с окисью цинка; в 1796 г. ее приготовил Пристли, накаливая смесь угля с железной окалиной; он принимал ее за углеводород. Истинная натура СО была установлена Клеманом и Дезормом. Окись У. образуется вместе с углекислотой СО2 при горении угля и органических веществ. Благоприятными условиями для ее образования является высокая температура и недостаток кислорода (для полного окисления У. в СО2). Углекислота при 1300° или при пропускании электрических искр распадается на окись У. и кислород: СО2 = СО + О. Углекислота также и мн. др. способами восстанавливается до окиси У., напр., при накаливании с углем, с цинком, железом и пр., напр.: СО2 + С = 2CO; также относятся и углекислые соли. СО получается при пропускании водяного пара через раскаленный уголь, причем рядом образуется водород: C + H2O = CO + H2 (см. Водяной газ. Генераторный газ). Для получения окиси У. в чистом виде пользуются обыкновенно разложением щавелевой кисл. крепкой серной кислотой при легком нагревании: C2H2O4 = CO + CO2 + H2O; для освобождения от углекислоты газ пропускается через щелочь и затем высушивается. Для той же цели, по предложение Бутлерова, может служить разложение желтой соли серной кисл. по ур.: К4Fe(CN)6 + 6Н2SO4 + 6Н2O = 2К2SO4 + FeSO4 + 3(NH4)2SO4 + 6CO. Берут 1 ч. желтой соли на 9 ч. крепкой серной кислоты; так как масса пенится, то реакцию ведут в объемистой колбе при легком нагревании. Полученный газ пропускается через щелочь для удаления следов углекислоты и сернистой кислоты. Окись У. представляет бесцветный газ; плотность его по отношению к воздуху 0,967 (Leduc). При охлаждении СО сгущается в бесцветную жидкость, кипящую при — 193° при обыкн. давлении. Критическая темпер. — 139,5° и критич. давление 35,5 атм. (Ольшевский). Жидкая окись У. при — 211° и уменьшенном давлении (ок. 100 мм) затвердевает в снегообразную или прозрачную массу. Теплоемкость окиси У. при постоянном давлении в промежутке 23° — 99° равна 0,2425 (Видеман). Отношение теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме при 0° = 1,4032. Окись У. мало растворима в воде. По Бунзену, 1 объем воды при температуре t растворяет v объемов СО, где v = 0,032874 — 0,00081632t + 0,000016421t2. Спирт при темп. 0° — 25° растворяет 0,20443 объема окиси У. Молекулярная теплота горения окиси У., по Бертело = 68,25 б. кал. Молекулярная теплота образования из аморфного У., по Бертело и Пти = 29,74 б. кал. При высокой темпер. СО отчасти разлагается, выделяя уголь и образуя углекислоту: 2СО = С + СО2. При действии электрических искр или тихого разряда получается твердое бурое вещество состава С4O3. Окись У. способна прямо соединяться с кислородом, образуя углекислоту. Смесь СО с кислородом, содержащая некоторое количество влажности, взрывается при накаливании или при пропускании электрических искр. Температура воспламенения смеси, в зависимости от процентного состава газов, лежит между 630° — 725°. При взрыве двух объемов СО и одного объема кислорода давление возрастает в 10,1 раз и температура в момент горения достигает 3334° (Бертело и Вьель). Скорость распространения взрыва в такой смеси равна 1089 м, по опытам Бертело и Вьеля. Диксон показал, что способность СО соединяться с кислородом зависит от присутствия паров воды; газы, тщательно высушенные фосфорным ангидридом, не взрывают от электрической искры; при пропускании ряда искр соединение происходит, но не идет до конца. По опытам Л. Мейера, здесь имеет значение характер искры; при сильной искре смесь рассматриваемых сухих газов взрывает, хотя не сполна, причем давление газов облегчает их соединение. Различные окислители, напр. хамелеон, хромовая кислота, дымящая азотная кислота, переводят окись У. в углекислоту. Озон и перекись водорода при обыкновенной температуре не действуют на нее, но перекись водорода в присутствии палладия и воды окисляет ее. Многие окиси при нагревании, напр. окись меди, окись железа, окись свинца и пр., восстанавливаются окисью У. до металла, напр.: CuO + CO = Cu + CO2. При накаливании смеси СО с водяным паром происходит отчасти разложение воды и окисление СО в углекислоту: СО + Н2O = СО2 + Н2; причем устанавливается известная равновесная система между H2O, Н2, СО и СО2. Многие металлы при накаливании поглощают СО, напр. железо 4,15 объема, серебро 0,15 и пр.; этим можно объяснить способность окиси У. проникать через накаленное железо. Металлический калий при 80° соединяется с СО, образуя K6C6O6. Никель дает Ni(CO)4, железо Fe(CO)5 и Fe2(CO)7. Щелочи поглощают окись У., превращаясь в муравьинокислые соли, напр.: КНО + СО = КНСО2. Окись У. на свету соединяется с хлором и дает летучую жидкость, фосген (кипит при 8°): СО + Cl2 = COCl2. С бромом не происходит подобного соединения. Окись У. поглощается раствором полухлористой меди в аммиаке или в соляной кислоте (этим пользуются при анализе газов, содержащих СО; см. Газовый анализ), причем образуется соединение СО с полухлористой медыо. Из солянокислого раствора получают кристаллическое вещество состава 4Cu2Cl3CO.8H2O или, может быть, Cu2Cl2CO2H2O. При пропускании газа, содержащего СО, в аммиачный раствор азотнокислого серебра происходит образование серебряного зеркала или, при небольшом содержании СО, побурение раствора. Эта реакция может служить для качественного определения СО при отсутствии в смеси других газов, восстанавливающих азотнокислое серебро. Окись У. очень ядовита (см. ниже). Для качественного определения окиси У., кроме указанной реакции восстановления аммиачного раствора азотнокислого серебра, служит способность СО поглощаться гемоглобином крови, при этом кровь показывает характерный спектр поглощения. Как известно, обыкновенно кровь дает в спектре поглощения две черные линии между фрауэнгоферовыми линиями E и D. При прибавлении к крови сернистого аммония они исчезают; кровь же, поглотившая окись У., дает в спектре поглощения эти линии в присутствии сернистого аммония. Для опыта берут кровь, сильно разбавляют ее водой, прибавляют сернистого аммония и энергично взбалтывают с газом, содержащим окись У., затем кровь наливают в стеклянный сосуд с параллельными стенками и исследуют в спектроскопе. Для количественного определения окиси У., при сравнительно большом содержании ее и отсутствии других углеродистых соединений, можно сжигать ее в углекислоту и определять количество последней по обычным приемам органического анализа (см.); можно также определять ее, поглощая аммиачным или соляно-кислым раствором полухлористой меди или взрывая ее в эвдиометре (см. Газовый анализ). Самый лучший метод для определения CO в очень разбавленных газовых смесях основан на способности окиси У. окисляться йодноватой кислотой, именно: 5CO + 2HJO = 5СО2 + J2 + H2О; в результате определяется углекислота или йод. По предложению Niclaux, анализ ведется следующим образом. Исследуемый газ медленно (не более 10 куб. см в минуту) пропускается через 3 U-образные трубки; из них первая содержит кусочки едкого кали для поглощения СО2, Н2S и т. п. газов, вторая трубка — пемзу, смоченную серной кислотой, для высушивания газов, и третья 30 — 40 г безводной йодноватой кислоты. Эта последняя трубка нагревается в масляной бане до 150°. За йодноватой кислотой следует трубка Билля, в которую наливают 5 куб. см раствора едкого натра уд. в. 1,2 и 5 куб. см воды. Она служит для поглощения паров йода, образовавшегося из йодноватой кислоты и уносимого газом. Для опыта достаточно пропустить 1 литр газа при содержании СО не менее 1/20000; пропустив исследуемый газ, для удаления последних его следов просасывают через прибор немного атмосферного воздуха. Жидкость из трубки Билля и промывные воды выливают в узкую пробирку емкостью в 100 куб. см с пришлифованной пробкой; получают объем всей жидкости в 40 — 50 куб. см, прибавляют сюда серной кислоты до заметно кислой реакции, 5 куб. см хлороформа и несколько сантиграммов азотистокислого натрия. Поглощенный йод выделяется и окрашивает хлороформ в розовый цвет, более или менее интенсивный. Этот оттенок сравнивают с окраской хлороформа, содержащего определенное количество йода. Для этой цели в другую пробирку наливают 40 куб. см воды, 5 куб. см едкого натра, серной кислоты, 5 куб. см хлороформа, азотистого натрия и известный объем раствора йодистого калия определенной крепости, напр. 0,0001 г в 1 куб. см. Равенство оттенков раствора, полученного при анализе и синтетически составленного, указывает на одинаковое содержание в них йода. Предложенный способ годен для смеси, содержащей окиси У. до 1/50000 по объему. Водород и болотный газ не дают указанной реакции; но вообще нужно избегать присутствия органических веществ, так как они тоже могут выделять йод из йодноватой кислоты. Углекислота СО2. Впервые на выделение углекислоты из минеральных вод было указано Либавиусом в 1597 г. Ван-Гельмонт показал, что при действии кислот на известняки и щелочи (углекислые), при горении угля, из минеральных вод, при брожении, из Собачьей пещеры близ Неаполя выделяется газ, "gas silvestre", в котором животные дохнут и который не поддерживает горения. Гофманн нашел, что он окрашивает лакмусовую бумагу, подобно слабой кислой. Блэк указал, что этот газ отличается от воздуха способностью поглощаться щелочами и назвал его l'air fixe. Истинная природа СО2 была раскрыта Лавуазье. Углекислота очень распространена в природе; она служит нормальной составною частью воздуха (см.) и является необходимым элементом для жизни растений. Углекислота находится в речной и морской воде в свободном состоянии или в виде углекислых солей. Значительное количество ее выделяется из земли в вулканических местностях из расщелин, минеральных источников и пр. В пустотах многих минералов находят жидкую углекислоту, напр. в кварцах, топазах, сапфирах и пр.; она входит в состав многих горных пород, образующих земную кору, напр. известняка, мрамора, мела, доломита. Углекислота образуется при дыхании и горении, гниении и брожении органических веществ. Относительно физических свойств углекислоты и способов получения ее в технике см. Углекислота. В лабораториях обыкновенно готовят углекислоту, действуя соляной кисл. на мрамор, по уравн.: CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O. Для этой цели применяется несколько типов приборов, которые, будучи раз снаряжены, позволяют иметь углекислоту во всякое время (см. в статье Лабораторные приборы для получения газов). Полученный газ промывают водой или раствором соды для удержания следов соляной кислоты, уносимой током газа, и затем газ высушивается. Необходимо обратить внимание на то, что многие сорта мрамора при разложении соляной кислотой дают некоторое количество сероводорода. Лучший способ получения чистой углекислоты состоит в разложении насыщенного раствора соды крепкой серной кислотой, которая предварительно насыщается углекислотой для удаления растворенного воздуха. Углекислота при накаливании разлагается отчасти на окись У. и кислород: СО2 = СО + О. Давление уменьшает диссоциацию. Углекислота вообще не поддерживает горения, но зажженный магний, калий, натрий горят в ней, выделяя уголь. Жидкая углекислота не растворяет серу, фосфор, стеарин, парафин; натрий и амальгама натрия на нее не действуют. Жидкая углекислота не окрашивает сухой лакмусовой бумаги. Углекислота с водой ниже 0° и при давлении 16 атм. дает кристаллический гидрат СО28Н2O. Будучи кислотным ангидридом, она соединяется с основаниями, образуя соли, которые отвечают обыкновенно гидрату состава Н2CO3. Щелочные соли растворимы в воде, причем средние соли более растворимы, чем кислые; они имеют щелочную реакцию на лакмус. Кислые при нагревании выделяют углекислоту и воду, напр.: 2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2. Средние соли при накаливании не разлагаются. Углекислые соли (см.) щелочноземельных металлов в воде не растворимы; в присутствии углекислоты они несколько переходят в раствор и вновь выделяются, когда углекислота удаляется. При накаливании они более или менее легко теряют углекислоту и дают окиси; это разложение зависит от температуры и давления углекислоты, см. Диссоциация. Углекислые соли других металлов все не растворимы в воде. Они лучше всего получаются двойным разложением с углекислыми щелочами, хотя здесь иногда вследствие того, что получаемая соль непрочна, происходит разложение ее и выделяется гидрат окиси, напр.: Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 3Na2SO4 + 2Al(НО)3 + 3CO2. При накаливании они выделяют углекислоту. Углекислые соли легко разлагаются даже слабыми кислотами с выделением углекислоты. Об определении углекислоты см. Органический и Газовый анализ. При действии тихого разряда на чистую углекислоту или на смесь ее с кислородом происходит образование, по Бертело, ангидрида надугольной кислоты СО3. Надугольной кислоте H2CO4 приписывают важную роль в процессе ассимиляции У. из углекислоты хлорофиллоносными частями растений под влиянием солнечного света. По мнению А. Баха, гидрат углекислоты Н2СО3 может распадаться в этих условиях по уравнению: 3H2COЗ = 2H2CO4 + H2O + C а затем надугольная кислота Н2CO4 может разлагаться на углекислоту и перекись водорода: 2H2CO4 = 2CO2 + 2H2O2 = 2СО2 + 2Н2O + О2. Пропуская ток углекислоты через 1,5% раствор уксусно-кислого урана, А. Бах действительно констатировал образование перекиси под влиянием солнечного света. Муассаном были изучены многочисленные соединения У. с металлами и металлоидами, так наз. карбиды. Для приготовления их брались чаще всего окислы, смешивались с углем и накаливались в вольтовой дуге в так назыв. электрической печке Муассана. Углеродистый кальций, стронций и барий имеют состав СаС2, SrC2, ВаС2. Все это — кристаллические вещества, уд. вес которых, если идти от кальция к барию, повышается, именно: 2,22, 3,19, 3,75, а температура плавления понижается. Водой на холоду они разлагаются, образуя чистый ацетилен, напр.: СаС2 + Н2O = СаОС2H2. Подробности см. Углеродистый кальций; с ним схожи углеродистые стронций и барий; литий дает соединение Li2C2, которое с водой тоже выделяет чистый ацетилен. Церий образует СеС2; при разложении его водой или слабой кислотой получается смесь ацетилена (до 80%) с метаном (до 21%), с некоторыми количествами этилена, также жидких и твердых углеводородов. Процентный состав продуктов разложения меняется в зависимости от условий опыта. Лантан с У. образует карбид LaC2, с водой, как и карбид церия, он дает ацетилен, метан, следы этилена и жидких и твердых углеводородов; метана получается больше, чем при разложении СеС2. Алюминий дает карбид Al4С3 уд. в. 2,36; с водой он образует чистый метан. Марганец образует ?n3C, уд. в. 6,89; при 17°, разлагаясь водой, он дает газ, состоящий из метана и водорода почти в равной пропорции. Уран с У. образует соединение Ur2C3, уд. в. 11,28 при 18°. При разложении водой он выделяет только 1/3 своего У. в виде газообразных продуктов, состоящих главным образом из метана (около 80%), этилена, ацетилена и водорода; остальная часть У. образует жидкие и твердые углеводороды. С бором У. образует соединение Br6С уд. в. 2,51, вещество очень стойкое; кислоты не разлагают его. Хлор и кислород действуют на него при 1000°. Оно обладает большой твердостью и может полировать алмаз. Углеродистый титан имеет состав TiC уд. в. 4,25. Соляная кислота на него не действует, а царская водка медленно окисляет его. Кремний с У. дает карбид SiC, который называется карборундом, уд. в. 3,12. Кислоты серная, соляная, азотная на него не действуют. Благодаря своей твердости (чертит рубин) карборунд применяется в технике для полирования и шлифования (см.). О соединении железа с У. см. Закалка, Сталь, Чугун, Железо. Золото, висмут и олово не растворяют У. при высокой температуре; мед растворяет его немного. Серебро растворяет его, но выделяет при охлаждении. Карбиды играли, по-видимому, важную роль в истории земли. При образовании земли У. существовал, вероятно, в виде карбидов, которые при разложении водой дали образование углеводородам. Этим объясняют, между прочим, происхождение нефти (см.). Разница между средней плотностью земли и плотностью земной коры на поверхности указывает на существование в недрах земли тяжелых пород, вероятно, карбидов. Атомный вес У. был установлен, главным образом, Дюма и Стасом. Берцелиус определял его косвенным путем, по анализу углекислого и щавелевокислого свинца. Дюма и Стас вывели его из исследования процентного состава углекислоты. Они брали определенную навеску У., сжигали ее в кислороде и определяли вес полученной углекислоты, поглощая ее щелочью. Для опытов брался природный графит, искусственный графит и алмаз, которые предварительно подвергались очистке; при этом принималась в расчет зола, остающаяся после сожжения. Кроме того, Стас определил образование углекислоты из окиси У. и кислорода. Для этой цели он пропускал окись У. через накаленную окись меди, предварительно взвешенную, определял вес образовавшейся углекислоты и вес израсходованного кислорода по потере в весе окиси меди. В результате оказалось, что атомный вес У., данный Берцелиусом, отличался от полученного Дюма и Стасом почти на 2%. Эти исследования и послужили поводом для Стаса произвести свои знаменитые работы над атомными весами. С. П. Вуколов. Окись углерода и углекислота (медико-санитарный очерк). I. Окись углерода, или угарный газ. Угар, или "угарный чад", образующийся при неполном сгорании каменного угля, дерева, торфа и т. п., представляет наиболее частую причину появления окиси У. (СО) в воздухе жилых помещений и служит причиною общеизвестных интоксикаций от "угара", столь часто наблюдаемых не только в тех странах южной Европы (Франции, Турция), где жилые помещения отапливаются раскаленными углями, но и у нас, в России, при дурной тяге печей или преждевременном закрывании дымоотводных труб вьюшками. Состав угарного газа, развивающегося при горении углей в замкнутом пространстве? по анализам Бифеля и Полека, таков:
-
| Кислорода | 9,30 — 14,79% |
| - - |
| Азота | 78,65 — 80,49% |
| - - |
| Углекислоты | 5,05 — 9,65% |
| - - |
| Окиси У. | 0,16 — 0,62% |
- При том выдающемся значении, которое, несомненно, имеет отравление окисью У. ("угаром") в практическом отношении, не безынтересно знать наиболее важные источники проникновения окиси У. в жилые помещения. Окись У. возникает при выплавке металлов, когда над раскаленными углями проходит ток воздуха, при всякого рода медно- и цинколитейных работах, при изготовлении древесного угля и кокса, при фабрикации светильного газа (см.), при высушивании новых построек помощью особых печей, при взрывах пороха, динамита и т. п. составов. Во всех названных случаях отравление угаром вполне возможно, причем в некоторых случаях, как, напр., при взрывах динамита и пироксилина, опасность сравнительно велика, так как газы, развивающиеся в последнем случае, содержат нередко от 30 — 40% окиси У. (Medicus). Достойно внимания, далее, что в табачном дыме содержится от 5 — 14% CO (Jopper, Krause). 1 г табака дает, при сгорании, до 80 куб. см СО, и средний курильщик продуцирует, таким образом, до 1 литра окиси У. в час. При курении трубок получается больше окиси У., нежели от курения сигар. Плохо горящие лампы также развивают СО, которая, кроме того, развивается всегда при комнатных пожарах. Отравление окисью У. (угаром) почти всегда бывают случайными; только во Франции убийцы и самоубийцы довольно часто прибегают к этому способу лишения жизни (в тесных спальнях развивают помощью углей угар). Пагубное действие "угарного" газа на животный организм зависит, прежде всего, от содержания окиси У. в нем, лишь отчасти оно обуславливается значительным накоплением углекислоты и уменьшенным содержанием кислорода в нем. Необыкновенно ядовитое действие окиси У. на животный организм объясняется тем, что окись У. химически соединяется с красящим веществом крови — гемоглобином, обнаруживая к последнему большее сродство, нежели кислород, вследствие чего последний вытесняется и кровь лишена возможности служить (в виде оксигемоглобина) переносителем необходимейшего питательного материала (кислорода) для тканей, каковые при таких условиях неминуемо должны погибнуть. \[Окись У. действует необыкновенно пагубно на центральную нервную систему и на сосудодвигательный аппарат.\] Смотря по количеству вдыхаемого "угарного газа" и большей или меньшей продолжительности пребывания во вредной среде, говорят об остром или о хроническом отравлении. Причиною острого отравления чаще всего бывает "угар" вследствие преждевременного закрывания печей. Симптомы, наблюдаемые при этом, далеко не одинаковы во всех случаях, и следует заметить, что начальные стадии отравления СО не характеризуются никакими специфическими признаками. Вследствие этого даже врачи нередко не подозревают о той опасности, которой они подвержены, находясь в помещениях, содержащих большее или меньшее количество окиси У. После вдыхания известного количества воздуха, содержащего СО, прежде всего, ощущается сильная тяжесть в голове, быстро переходящая в головокружение, при большой общей слабости. Если в этой стадии отравления покидают опасное помещение, то полное выздоровление наступает очень быстро (через 1 — 2 часа), причем, однако, головная боль и особое ощущение (невозможности дышать) остаются в течение нескольких дней. Но если же интоксикация продолжается, то наблюдаем усиление описанных симптомов, сильное головокружение, необыкновенную бледность лица, потерю сознания, обморок, которому нередко предшествует рвота. Дыхание становится неправильным, зрачки расширены и не реагируют, пульс учащен, но очень слаб. При благоприятных условиях и в этой стадии может наступить выздоровление, хотя сильные головные боли, необыкновенная слабость и затрудненное дыхание тогда остаются на несколько дней и даже недель. В иных случаях отравление начинается психическим расстройством (сильное возбуждение), и тогда потеря сознания и обморочное состояние наступают чрезвычайно быстро. Замечательно, что лица, отравившиеся во время сна угаром, после пробуждения обыкновенно ничего не помнят; лишь в исключительных случаях они рассказывают, что испытывали чувство большой тяжести, невозможности дышать или страшную боязнь от задушения. Иногда они просыпаются от позыва к рвоте и инстинктивно покидают вредное помещение. Находившиеся долго в атмосфере угарного газа впадают в бессознательное состояние, но совсем спокойны: дыхание и сердцебиение замедлены; лицо то совсем бледно, то покрыто светло-красными пятнами. В таких случаях смерть иногда наступает только по прошествии нескольких дней, хотя, с другой стороны, в литературе известны случаи выздоровления после того, как отравленные пролежали в бессознательном состоянии целую неделю (Kunkel). Необходимо знать, что в начале отравления, а равно и при пробуждении отравленных, нередко замечаются сильные клонические судороги; в таких случаях температура тела — вопреки обычному понижению — остается нормальной. В смертельных случаях почти всегда наблюдается непроизвольное отхождение кала, мочи и семени (последнее обстоятельство, как известно, имеет место также у повешенных). Если рвота наступает во время обморочного состояния, то несчастные нередко погибают от аспирационной пневмонии (вследствие попадания инородных тел — пыли, частей пищи — или слюны в легкие). Выздоравливающие от угара нередко в течение многих дней и даже недель страдают расстройством речи. Кроме воспаления легких, нередко наблюдаемого у таких выздоравливающих, иногда у этих несчастных появляются в разных местах тела омертвения (гангрена), нередко ведущие к смерти; а всякого рода нервные заболевания должно считать обычными спутниками отравления окисью У. Предсказание. В общем, острое отравление угаром дает довольно неблагоприятный исход. Так, в Берлине, из 155 случаев отравления угаром, имевших место в 1876—78 гг., 118, или 76,1%, имели смертельный исход. Диагноз иногда может представлять известные затруднения, и смешение с отравлениями алкоголем или морфием возможно. Спектроскопическое исследование крови дает убедительные данные. Лечение заключается в том, что отравленному, прежде всего, обеспечивают возможность дышать свежим воздухом (можно также чистым кислородом). Для этой цели его или переносят в комнату с чистым воздухом, или же открывают форточки, окна и двери того помещения, в котором он находится. При низкой температуре тела нагревают комнату или — что еще лучше — переносят отравленного в теплую постель, покрывают его одеялами, теплыми бутылками и т. п. В легких случаях, когда больной еще дышит, этого бывает достаточно; но в более трудных случаях прибегают к приемам искусственного дыхания и обливания головы холодной водой, фарадизации nervi phrenici, осторожному нюханью нашатырного спирта. Тогда уместны далее: горчичники, трение и растирание щеткой подошв, обрызгивание лица и груди холодною водою. В таких случаях также целесообразно вытягивание языка по методу Лаберда: захватывают кончик языка чистым платком и вытягивают его раз 12 в минуту. Когда появилась способность глотать, немедленно дают черный кофе. Некоторые врачи очень хвалят кровопускание (не менее 300 куб. см) с последующим подкожным впрыскиванием одного литра физиологического раствора. Если после всего этого не наступает улучшения, то больного переносят в теплую ванну и обливают его холодной водой. У анемичных кровопускание, разумеется, противопоказано. Иногда при отравлении угаром замечается отек дыхательного горла, и в таких случаях трахеотомия является неизбежной. — Болезни, сопровождающие отравления угаром, надо пользовать по общим правилам лечащей медицины. Хроническое отравление окисью У., в сущности, значительно чаще, чем обыкновенно думают. Оно возникает при продолжительном поступлении в организм сравнительно малых количеств этого донельзя вредног