Литература -->  Производство газовых тканей 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 [ 86 ] 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152

Г. галоидангидридов протекает обычно с большей скоростью и доходит практически до конца, давая целиком продукты распада-две к-тьг, напр., для хлористого сульфурила SO2CI2;

SOaClj 4- 2 HjO = HjSOi + 2 HCl.

Однако, в нек-рых случаях и эта реакция является обратимой, и равновесие зависит от действующих масс веществ, напр.:

2 AsCl, + 3 H2O : а8,0з + 6 НС1.

г. углеводов (полисахаридов, построенных по типу простых эфиров) происходит медленно и приводит к образованию простейших углеводов (сахароз) из более сложных (дисахаридов, крахмала, декстринов, каме-дей, клетчатки). Наприм., Г. (инверсия) тростникового сахара дает:

CijHjaOu + HjO

= c.ir Oe +СЛ,з0.. d-глюкоза d-фруктоэа

Эти реакции идут с заметной скоростью только в присутствии катализаторов-сильных кислот (H2SO4, НС1, HF) или энзимов (карбогидразы).

Г. сложных эфиров, омыление,-типичный пример медленно протекающего Г. неэлектролитов. Реакция обратима, противоположна этерификации и имеет предел, зависящий от соотношения количеств воды и эфира (см. Равновесие химическое). Продуктами Г. являются кислота и спирт; напр., для этилацетата сн, cooCjMs + HjO : СНз соон + CHj oil.

Скорость Г. эфиров слабых к-т, при избытке воды, в каждый момент нропорциональна # имеющейся концентрации эфира; она очень мала и становится значительной лишь при высокой t° (перегретый пар) или действии катализаторов. Г. эфиров сильных к-т ускоряется (катализируется) самой освобождающейся кислотой, т. е. действием ее Н*-ио-нов (автокатализ); это действие тем сильнее, чем более диссоциирована кислота. Скорость гидролиза в присутствии посторонних к-т, оснований и солей возрастает пропорционально концентрации ОН- или Н*-иоиов, образуемых ими. Опыт показал, что ОН-ионы ускоряют Г. в 1 400 раз си.тьнее, чем Н*-иопы; поэтому в присутствии сильных оснований (щелочей) Г. эфиров заканчивается наиболее быстро и идет до конца, т. к. образующаяся к-та с основанием дает соль, неспособную к обратной реакции; гидролиз эфиров может также ускоряться действием коллоидальных металлов, Ti02, Ш1О2 и некоторых энзимов (эстеразы).

Г. амидов и нитрилэв н-т ведется в присутствии кислот или щелочей. Г. происходит с предварительным присоединением воды к целой молекуле, до образования аммонийной соли, которая гидролизуется с распадением на к-ту и аммиак:

R CNR CONHj-*- R COQNH.R СООИ -- NHj.

Г. органич. галоидопроизводных достигается обычно нагреванием их с водой в присутствии оснований и дает, в зависимости от строения, соответственно-спирт, кетон, альдегид или к-ту, наряду с галоидоводо-родной кислотой. Напр.: .

СН.Вг . СН,Вг -> СНгОН СНгОН; сн. СНВг,->СН. сно.

Значение реакций Г. в процессах, совершающихся в природе и технике, очень велико. Г. играет большую роль в геологических изменениях земной коры, в образовании минералов, в 1кизнедеятельности живой клетки, процессах питания и развития животных и растений. Г. объясняется ржавление мета.тлов, моющее действие мыла, белящие свойства хлора.

Применение Г. в лабораторном синтезе и в химической промышленности очень обширно. Г. часто применяется при синтезах спиртов, альдегидов и кетонов. Г. часто служит также для определения строения соединений; изучение гидролиза сложнейших веществ (углеводов, глюкозидов, белков, смол) позволило приблизиться к выяснению их структуры, в военном деле изучение способности О. В. (см. Боевые отравляющие вещества) к гидролизу позволяет устанавливать степень стойкости их (продолжительность действия) в боевых условиях и изыскивать соответствующие химич. средства защиты; изучение продуктов Г. необходимо также для выяснения опасности заражения О. В. нищевых припасов. Промышленное осахари-ваьше крахмала (в винокуренном и паточном производствах), превращение клетчатки в глюкозу (в производстве спирта из древесины), получение глицерина, стеарина и мыла из жиров-представляют собою реакции Г., проводимые в заводском масштабе.

Лит.: Я к о п к и н А., О гидролизе хлора, Ж , 1Я00, т. 32, стр. 673; N е гп s t \V., Tlieoretisclie Chemie, 15 Aufl.ige, p. 605, 638, 646, Stg., 1926; Warder R. в., в , 1881, B. 14, p. 1361; Walker J., Ztschr. f. phys. Ch. , Lpz., 1889, B. 4, p. 319; Bod-lander G., ihid., 1891, B. 7, p. 358; W i Ih e 1-m у L., Ostwald.s Klassiker d. exakt.Wissenschaften , Leipzg, 1891, 29; S С h i e 1 d s, <.Ztschr. f. physik. Ch. , Lpz., 1893, B. 12, p. 167; W i j s, ibid., p. 514; Arrhcnius S.. ibid., 1890, B. 5. p. 19, 1894, B. 13, p. 407; Vant Hoff J. H., Vorlesungen iiber theo-retische u. physikalische Chemie, H. Г, p. 121, Brschw., 1898; H 0 1 m b e r g Br., Zur Kenntnis der Ester-Hydrolyse, B , 1927, Jg. 60, 0, p. 2185. B. Янковский.

ГИДРОЛОГИЯ, часть физической географии, изучающая жидкую оболочку земли- гидросферу и круговорот воды в природе, заключающийся в непрерывн. обмене влаги между атмосферой, сушей и океаном. Г. делится на следующие отделы: океанография, изучающая океаны и моря, лимнология- озера, потамологня-реки, гидрогеология- грунтовые воды, гидрометеорология-атмосферные воды, глясиология-ледники. Гидрологические явления вызываются целым рядом факторов - метеорологических, географических, почвенных, боташшеских и других. Такая сложность явлений не нозво-.пяет пользоваться дедуктивным методом, а заставляет для гидрологических обобщений использовать наблюдения над отдельными явлениями, сводящиеся к измерению и описанию последних. Вспомогательными для Г. науками являются: 1) гидрография (см.)- описание расположе[П1я на земной поверхности водных источников и 2) гидрометрия (ct/t.), учитывающая запасы и изменения водных источников во времени. В то время как одни элементы (рельеф мест.ю-сти, русло реки) стационарны и не изменяются во времени, а потому могут быть раз навсегда измерены, описаны и нанесены на карту, другие (горизонты воды, осадки)



подвержены постоянньшг циклическим колебаниям, и их изучение возможно только при помопди массового наблюдения над этими элементами, позволяющего путем применения закона больших чисел установить нек-рые обобщающие характеристики, указывающие на характерные и длительные соотношения отдельных частей явления. Гидрологии приходится, поэтому, иметь дело с материалом и источниками двоякого рода: картами топографических, геологич. и гео-ботанич. съемок и исследований и таблицами метеорологич., водомерных и гидрометрич. наблюдений. Карты показывают распределение воды на земле и позволяют изучать отдельные водные бассейны и их основные орографич. элементы, а также водную сеть бассейна. Таблицы дают представление о круговороте воды, его основных элементах (испарение, атмосф. осадки, их стоки: надземный и подземный) и об их изменении во времени.

Вода принадлежит к наиболее распространенным в природе телам. Площадь, занятая океанами и морями, составляет около 72% всей земной поверхности; средняя глубина океанов-3 500 ж; слой воды, равномерно распределенный по земному шару, достиг бы глубины в 2 500jw. В атмосфере также постоянно находится определенное количество водяного пара, при чем это количество меняется в зависимости от темп-ры воздуха. Так, при t° -20° достаточно 0,94 г водяных паров для насыщения ими 1 jh воздуха, а при t° -1-30° требуется 31,51 г тех же паров. Вода земной поверхности и атмосферы не находится в неизменном состоянии, а постоянно - перемещается из одного положения в другое, совершая полный цикл: испаряясь под влиянием теплоты с земной и водной поверхностей, поднимаясь в верхние холодные слои атмосферы, конденсируясь там в капельно-жидкое состояние и собираясь в тучи, переносимые ветром, вода ниспадает обратно на земную поверхность в виде твердых или жидких атмосферных осадков- снега и дождя. Часть этих осадков стекает по наклонным поверхностям земли и, собираясь в пониженных местах ее, образует ручейки и реки, стекающие в конечном счете обратно в моря. Другая часть осадков просачивается в почву, проникая до водонепроницаемого слоя, по которому затем стекает и вместе с ним выходит на поверхность земли; эта просачивающаяся в землю вода питает растительный покров земли. Наконец, последняя часть атмосферных осадков снова испаряется с земной поверхности. Осадки, выпадающие i а высокие горные вершины, покрытые вечным снегом, остаются там и, накапливаясь, своей тяжестью приводят в движение нижние слои, которые, опускаясь в более теплые зоны, тают и стекают с гор. Т. о., в природе замечается постоянный круговорот воды, регулируемый и приводимый в движение теплотой солнца. Различают два вида круговорота: малый- когда испарившаяся с поверхности морей вода выпадает обратно в виде осадков в море же, и большой-когда осадки выпадают на сушу и возвращаются в море через реки. Области суши, с которых имеется сток в моря, называются периферическими.

Полный баланс круговорота воды представляется, по Брикнеру, в следующем виде. 1) Океаны и моря: поверхность 366 млн. кж, испарение 384 ООО кл*, осадки в море 359 000 км; количество водяных паров, переходящих с моря па сушу, 25 ООО км.

2) Периферической площади супн: поверхность 114 млн. км, поступление паров с моря 25 ООО км, испарение с периферической площади 76 5 О км, осадки 101 500 км.

3) Области, не имеющие стока: поверхность 30 млн. км, испарение 10 500 км, осадки ЮЪООкм. Со всего земного шара, при поверхности в 510 млн. км (72% моря и 28% суши) испаряется 471 ООО км (82% с моря и 18% с суши) и выпадает такое же количество осадков, из к-рых, однако, на море приходится 76% и на сушу 24%. Таким обр., в периферических областях суши кстичество выпадающих осадков на треть больше испаряю дейся влаги.

Частным круговоротом воды называются процессы питания и стока определенной реки. Работы Воейкова и Брикнера показали, что реки можно рассматривать как продукт климата и что сток воды в реках подвержен тем же циклическим колеба1П1ям, что и климат. Бачанс частного круговорота может быть выражен ф-лой: поверхностный сток вместе с подземным питанием из запасов грунтовых вод равен количеству вьшавппхх в речном бассейне осадков за вычетом потерь на испарение и накопление запасов грунтовых вод.

Если бы все количество выпадающих па сушу осадков было распределено равномерно, то оно составило бы за год слой воды в 844 мм, однако, распределение осадков крайне неравномерно: наибольшей величины осадки достигают у экватора, наименьшей- у полюсов. До Vs всех осадков выпадает между 30° север, широты и 30° южн. широты, как видно из кривой (фиг. 1), дающей изменение средних годовых количеств осадков

1500


70 60 50 iO 30 го 10 5 о 5 10 20 30 40 SO Фиг. 1.

по широтам (по данным Кернера). На количество выпадающих осадков какой-нибудь местности влияет, кроме того, ее отдаленность от моря, высота над уровнем моря и, в особенности, расположение относительно гор, пересекающих преобладающее направление ветров. Годовые и месячные количества осадков колеблются в значительных пределах, при чем амплитуда колебаний тем больше, чем больше абсолютные величины выпадающих осадков, как видно из фиг. 2, характеризующей зависимость сред-



ней изменчивости годовых количеств осадков Mi от нормальных годовых количеств их R.

На питание рек существенное влияние оказывают количества выпадающего за зиму снега, а также частота и продолжительность дождей и ливней (последних, особенно, для небольших речных бассейнов). Зависимость между количеством выпадающих в бассейне осадков и стоком воды в реке


3Sff 37S Ш 425 iSO Фиг. 2.

75 500 525 мы R

характеризуют следуюпще величины: 1) коэффициент стока А:, равный отношению количества воды Qm, протекшего через данное живое сечение реки за 7дней, к количеству выпавших за то же время в бассейне

реки атмосферных осадков л , т. е. /1;= ;

2) высоту слоя стока А мм, равномерно распределенного на площади бассейна F км- и дающего за время Т дней сток в Qм\ т. е.

Л = 0,001 jHJn; 3) модуль стока ул/ск, или

количество воды в л, стекающей в 1 сек.

1 0005

с 1бассейна, т. е. у = р Lkjm.j , qMjcK секундный расход воды в реке. Так как = 86 400 Tq, то между А и у существует следующая зависимость: = 0,08647у. Эти три величины (к, А и у) не являются постоянными для одной и той же реки, а подверлены колебаниям-месячным, годовым и многолетним. Целый ряд попыток вывести аналитически зависимость между стоком и определяющими его факторами не получил еще окончательного разрешения. Однако, предложенные многими исследователями формулы, в к-рых сток представлен в виде функции атлюсферных осадков, дают результаты, могущие слулшть ориентировочными .larai.iftui, особенно для небольших бассейнов. Так, Пенк предложил для рек средней Европы следующую формулу высоты годового слоя стока:

Л = 0,73 (г-420) мм, где г-высота годового с;юя осадков в мм. Ф-ла Ишковского для модуля стока имеет следующий вид:

у = 31,7Ch л/ск., где С-коэфф-т, характеризующий рельеф местности, а h-средний годовой слой осадков в м. Для коэфф-та С Ишковский дает следующие величины: для болот и низин 0,20, для плоских низменностей 0,25, для холмистых низменностей 0,30, для волнистого рельефа при пологих склонах холмов 0,35, для рельефа частью гористого,частью волнистого или крутых склонов холмов - 0,40. Величина стока зависит от величины и ре-

льефа бассейна. Чем больше бассейн, тем больше потери на испарение и поглощение почвой и тем больше замед.1ение стока, так как в реку одновременно стекает не все количество выпавшей в бассейн влаги, а только влага с ближайших частей бассейна. С другой стороны, чем гористей участок, тем ббльшая часть осадков стекает по поверхности его.

Гидрологическая роль болот и лесов пе так ясна, и до последнего времени в этом вопросе господствовал ошибочный взгляд, что они задерживают в многоводные периоды (весной) влагу и равпомерио распределяют ее затем в сухие времена года. Однако, ряд позднейших исследований показал, что болота во время дождей быстро насыщаются водой и делаются водонепроницаемыми для дальнейшего долсдя; в сухое же время болота, высыхая, не только не отдают излишков влаги рекам, но сами перехватывают приток грунтовых вод; торф обладает способностью сильно поглощать воду и испарять ее, но водопроводящая способность его крайне низка. Таким образом болота не только не играют роли резервуаров воды, регулирующих питание рек, но и нарушают правильный сток последних. Точно так же и леса способствуют понижению уровня грунтовых вод и, по выводам из многочисленных и тщательных наблюдений Отоцко-го, не только не накапливают запасов подпочвенной влаги, но, растратив на испарение В0 1У, полученную непосредственно из атмосферы, они (леса), повидимому, склонны позаимствовать нек-рое количество влаги у прилегающих открытых мест. Ноло-лсительное значение леса для питания рек заключается только в его способности задерживать на некоторое время таяние снегов и тем содействовать более равномерному расходованию снежных запасов.

Часть атмосферных осадков, просачиваясь в почву до водонепроницаемых слоев, образует определенные запасы грунтовых вод (см.), которые питают реки, особенно в сухое время года, путем т. и. внутреннего стока. Водопроницаемые слои речных долин пропитаны грунтовыми водами, которые и находятся в тесной связи с уровнем воды в реках. Опытами на особых аппаратах, лизиметрах (см.) определяют коэффициент инфильтрации, или процентное отношение просачивающейся в грунт воды к количеству осадков. Этот коэфф-т изменяется во времени и определяется по формуле =<-v-i

где ? и Tj-коэффициенты, зависящие от рода грунта и почвенного покрова, R-количество осадков, а-недостаток насыщения водопоглотительной способности почвы и t-температура. По данным различных исследований, коэффициент /? колеблется в значительных пределах, при чем наибольшего своего значения достигает обычно весной, когда бывает полное насыщение водопоглотительной способности почвы (/, = 0); летом же попадающая в почву влага в большей степени поглощается более сухой почвой, и процесс насыщения последней в связи с усиленным поглощением и испарением влаги растительностью задерживается,



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 [ 86 ] 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152