Сайт учителя биологии и географии Лотоцкой Е. Г.

ЦЕМЕНТЫ порошкообразные минер. вяжущие материалы, образующие при взаимодействии с водой или водными растворами солей пластичную массу, превращающуюся со временем в твердое камневидное тело; осн. строит. материал.
Наиб. распространение получил т. наз. портландцемент (от назв. г. Портленд в Великобритании), содержащий гл. обр. высокоосновные силикаты кальция. Хим. состав портландцемента (без добавок), в % по массе: 62–76% CaO, 20–23% SiO₂, 4–7% Al₂O₃, 2–5% Fe₂O₃, 1–5% MgO; минералогич. состав, в % по массе: твердые растворы на основе 3CaO x SiO₂, или Ca₃SiO₅ (алкит, 45–65%), 2CaO x SiO₂, или Ca₂SiO₄ (белит, 15–30%), алюминат кальция ЗCaO x Al₂O₃ (3–14%), алюмоферрат(III) кальция 4CaO x Al₂O₃ x Fe₂O₃ (10–18%).
Известны отличающиеся составом и назначением разл. виды портландцемента, напр., высокопрочный, быстротвердеющий, гидрофобный и др., его смеси с гранулированным шлаком (шлакопортландцемент) и горн. породами — пуццоланами — трепелом, туфом, пемзой (пуццолановый портландцемент). Другие распространенные виды Ц. — глиноземистый, гипсоглиноземистый расширяющийся.
Получение. Сырьем для получения Ц. служат прир. материалы (известковые, глинистые, мергелистые, гипсовые, глиноземистые породы) и пром. отходы (металлургич. и топливные шлаки, золы от сжигания углей, белитовый шлам, отходы от переработки нефелиновых пород и др.).
Производство Ц. включает приготовление сырьевой смеси (дробление исходных материалов, их тонкий помол, перемешивание, корректировка хим. состава смеси), обжиг сырьевой смеси, тонкий помол обожженного продукта (клинкера) до порошкообразного состояния вместе с небольшим количеством гипса, активными (шлак, зола, гемза) и неактивными при взаимодействии с водой (кварц, карбонатные породы) минер. добавками и др. веществами, придающими Ц. нужные свойства (напр., пластификаторы, гидрофобные добавки).
В зависимости от метода приготовления сырьевой смеси различают сухой, мокрый и комбинир. способы производства. При сухом способе сырье (известняк и глина) в процессе дробления и помола в мельницах высушивается и превращается в сырьевую муку, после чего мука поступает на обжиг. При мокром способе помол сырьевых компонентов осуществляют в мельницах в присутствии воды, которую вводят для понижения твердости, интенсификации процесса помола и уменьшения удельного расхода энергии. Влажность сырьевой смеси (шлама), поступающего на обжиг, при мокром помоле составляет 34–43% по массе; для снижения влажности шлама к сырьевой смеси добавляют сульфитно-дрожжевую бражку, триполифосфат Na или ПАВ.
При комбинированном способе сырьевая смесь готовится по предыдущей схеме, затем обезвоживается на вакуум-фильтрах или вакуум-прессах, формуется в гранулы и поступает на обжиг. Обжиг сырьевой смеси осуществляют при 1450 °C во вращающихся (редко шахтных) печах, представляющих собой наклонный стальной цилиндр, в загрузочную часть которого подается сырьевая смесь, а со стороны выгрузки (головки) печи через форсунку — топливо (см. печи). Сырьевая смесь движется по направлению к головке печи, подвергаясь действию нагретых топочных газов. Вращающуюся печь условно разделяют на неск. технол. зон. В зоне сушки под действием отходящих топочных газов сырьевая смесь подсушивается, в зоне подогрева нагревается до 500–600 °C и переходит в зону кальцинирования (900–1200 °C), в которой происходит разложение CaCO3. Получающийся CaO в твердом состоянии взаимод. с составными частями глины и железистого компонента с образованием в экзотермич. зоне 2CaO x SiO₂, 5CaO x 3Al₂O₃, 3CaO x Al₂O₃, 4CaO x Al₂O₃ x Fe₂O₃, 2CaO x Fe₂O₃, а также CaO, MgO и др. оксидов.
В зоне спекания при температуре 1450 °C обжигаемый материал (клинкер) частично плавится; в этой зоне образуется главный минерал клинкера ЗCaO x SiO₂. При дальнейшем прохождении по печи клинкер попадает в зону охлаждения (температура 1000–1200 °C). Холодный клинкер дробят и тонко измельчают вместе с гипсом и др. добавками в барабанных шаровых мельницах, а затем транспортируют в железобетонные цилиндрич. емкости — т. наз. цементные силосы. Свойства. При взаимодействии Ц. с водой — гидратации, затворении — первоначально образуется пластичное цементное тесто, которое со временем на воздухе или в воде уплотняется, теряет пластичность и превращается в т. наз. цементный камень. Безводные минералы клинкера превращаются при этом в соответствующие гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферраты(III) Ca.
Существуют две осн. теории механизма гидратации Ц.: согласно одной из них, гидратация идет в растворе, из которого выпадают образующиеся гидраты, согласно второй — вода присоединяется к твердому веществу. Гидратные новообразования совместно с первоначальными частицами создают рыхлую коагуляц. структуру, в которой протекают процессы кристаллизации гидратов. При этом образуются кристаллич. сростки, пронизывающие структуру и вызывающие уплотнение цементного теста (схватывание). Началом схватывания считается начало процесса потери пластичности, концом — переход в плотное (хотя и непрочное) состояние. Нарастание прочности при твердении определяется медленной кристаллизацией гидратных составляющих цементного камня.
По прочности Ц. делится на марки, которые определяются гл. обр. пределом прочности при сжатии половинок образцов-призм размером 40 х 40 х 160 мм, изготовленных из цементного раствора состава 1:3 (по массе) с кварцевым песком (срок твердения образцов в воде 28 сут с момента изготовления). Марки выражаются цифрами 300–600 (как правило, через 100), обозначающими прочность при сжатии соотв. в 30–60 МПа.
Лит.: Бутт Ю.М., Сычев М.М., Тимашев В. В., Химическая технология вяжущих материалов, М., 1980; Кузнецова Т. В., Алюминатные и сульфалюминатные цементы, М., 1986; Taylor H.F.W., Cement chemistry, L., 1990.

ЦИАНПЛАВ ("черный цианид") смесь цианидов и хлоридов Na и Ca. Твердое вещество от серо-бурого до черного цвета со слабым запахом горького миндаля. В присут. влаги выделяет HCN. При действии CO₂ разлагается с образованием Na₂CO₃. Ц. получают сплавлением цианамида кальция CaCN₂ с углем и NaCl (или Na₂CO₃) в электропечах при 1500 °C.
Получаемый Ц. содержит (в зависимости от сорта) от 42 до 47% цианидов в пересчете на NaCN. Регламентируются примеси CaC₂ (до 2%) и S (до 1%).
Используют Ц. для производства цианистых соед., в гидрометаллургии благородных металлов (примесь S не более 0,7%), для цианирования сталей, борьбы с грызунами, протравливания семян, обеззараживания мельничных предприятий и фумигации разл. с.-х. культур. Ц. очень ядовит. Токсическое действие сходно с действием HCN. При действии на кожу вызывает дерматиты и экземы. Хранят Ц. в герметичных стальных барабанах.
Лит.: Бобков С. С., Смирнов С. К., Синильная кислота, М., 1970.

ЧЁРНЫЕ ПЛЕНКИ тонкие межфазные прослойки толщиной менее длины световой волны видимой части спектра.
Образуются, напр., при утончении свободных (двусторонних) пленок растворов ПАВ. Бесцв. вначале пленка приобретает радужную окраску, когда ее толщина становится соизмеримой с длиной волны видимого света (400–760 нм).
Затем, если пленка продолжает утончаться без разрыва, на ней появляются неокрашенные пятна — в отраженном свете они выглядят черными, которые распространяются на всю поверхность пленки.
В общем случае Ч. п. представляют собой трехслойное образование: два ориентир. монослоя сольватир. молекул ПАВ, разделенных прослойкой растворителя. Однако последняя может отсутствовать и тогда Ч. п. имеет бислойное (бимолекулярное) строение, аналогичное строению липидных мембран в клеточных структурах живых организмов.
Такие Ч. п. называют ньютоновскими (или перреновскими), их толщина 3–5 нм. Симметричные Ч. п. (разделяющие отдельные части одной фазы) термодинамически метастабильны. Но практически их устойчивость не ограничена во времени, поскольку для разрушения (прорыва) пленки необходимо преодолеть потенциальный энергетич. барьер.
Исследование структуры и механизма стабилизации Ч. п. имеет важное значение для развития представлений о строении и функциях биол. мембран, а также теории устойчивости пен, эмульсий и других дисперсных систем с жидкой дисперсионной средой.
Лит.: Кругляков П.М., Ексерова Д. Р., Пена и пенные пленки, М., 1990.

ЧИЛИЙСКАЯ СЕЛИТРА (нитронатрит) — минерал, натрия нитрат, NaNO₃. Главным образом почвенные выцветы, корки, порошковатые массы белого, желтоватого, красно-коричневого, серого цвета. Твердость 1,5-2; плотность 2,3 г/см³. Образуется в основном за счет вулканической деятельности или окисления азота. Сырье для удобрений, изготовления взрывчатых веществ и др. Главные месторождения — в Чили.

ЧИСЛО АВОГАДРО (постоянная Авогадро, обозначение L), постоянная, равная 6,0222310²³, соответствует числу атомов или молекул, содержащихся в одном МОЛЕ вещества.

ЧИСТЯЩИЕ СРЕДСТВА хим. препараты, предназначенные для чистки и мытья металлич., эмалированных, деревянных и др. поверхностей.
При воздействии Ч. с. на поверхностный слой материала происходит сложный комплекс физ.-хим. процессов, в т. ч. смачивание очищаемой поверхности, диспергирование и сорбция частиц загрязнений, предотвращение их обратного осаждения на обрабатываемую поверхность. Различают собственно Ч. с. и препараты, выделяемые в спец. группы: некоторые средства для очистки полов и мебели, удаления пятен с текстильных изделий и твердых поверхностей, вспомогат. средства для стирки, некоторые дезинфицирующие средства, автоочистители — препараты для очистки деталей автомобилей, средства для удаления накипи и др.
Ч. с. применяют в виде порошков, жидкостей, паст, суспензий, эмульсий; ряд препаратов выпускают на гибких подложках, в аэрозольных и беспропеллентных упаковках.
По наличию абразивных компонентов Ч. с. подразделяют на абразивные и безабразивные. В абразивных средствах количество абразива может превышать 95% по массе. Различают абразивы природные (тонкомолотые кварцевый песок, пемза, мел и т. д.) и искусственные (напр., порошки электрокорундов, саморассыпающиеся шлаки электропечей). В состав порошкообразных препаратов, кроме абразива, могут входить ПАВ, метасиликат и триполифосфат натрия, Na₂CO₃, отдушки и др.
Абразивные пасты и суспензии часто содержат также глицерин и этиленгликоль (смягчают кожу рук, предохраняют препарат от высыхания). Применяют абразивные средства обычно для мех. обработки (шлифование, полирование) металлич., стеклянных и др. поверхностей с использованием спец. инструмента, напр. шлифовальных или полировальных кругов, брусков, шкурок. Порошкообразные безабразивные средства включают триполифосфат натрия, Na₂CO₃, дезинфектанты (напр., калиевая соль дихлоризоциануровой кислоты) и др.
Жидкие средства могут содержать ПАВ, мочевину, орг. растворители и др. Выпускаются также абразивные препараты на гибких подложках (тканый или нетканый материал с пропиткой моюще-чистящей композицией), обладающие рядом достоинств: не пылят, как порошки, не теряют пластичности, как пасты, могут использоваться многократно.
Лит.: Чалмерс Л., Химические средства в быту и промышленности, пер. с англ., Л., 1969; Справочник товароведа непродовольственных товаров, 2 изд., т. 3,М., 1984; Юдин A.M., Сучков В.Н., Коростелин Ю. А., Химия для вас, 4 изд., М., 1988.

ШАМПУНИ (от англ. champoo — мыльная душистая жидкость) хим. препараты, предназначенные гл. обр. для удаления загрязнений с поверхности кожи и волос человека; разновидность синтетических моющих средств.
Выпускные формы Ш. — порошки, жидкости (большинство препаратов можно применять в воде любой жесткости, в т. ч. в морской), гели, кремы, аэрозольные и беспропеллентные упаковки (см. бытовая химия). По назначению различают Ш.: для нормальных, сухих и жирных волос, а также универсальные для любых типов волос; для питания кожи головы и придания волосам эластичности и блеска; для улучшения структуры и расчесывания волос, их укрепления и профилактики перхоти.
Имеются также красящие и оттеночные Ш., с помощью которых не только моют волосы, но и подкрашивают их в соответствующий цвет и устраняют, напр., неприятный желтоватый оттенок седых волос. Основу Ш. составляют анионные, неионогенные и амфотерные ПАВ (напр., сульфоэтоксилаты, N-ацил-α-аминокислоты, триэтаноламмониевые соли алкилсульфатов). Важную роль выполняют т. наз. пережиривающие (способствуют удалению кожного жира и продуктов его окисления, напр. ланолин) и биологически активные вещества (витамины, прир. эфирные масла, экстракты и настои растений, в т. ч. экстракты календулы, ромашки, элеутерококка, женьшеня и др.), душистые вещества.
На основе ПАВ мягкого действия и соответствующих добавок выпускают Ш. для детей, не раздражающие слизистую оболочку глаз. Состав Ш. оптимален, если при высокой моющей способности они не обезжиривают кожу, не являются аллергенами и нетоксичны. Запахи Ш. несут многофункциональную нагрузку: маскируют запахи сырья, оказывают эстетич. и психологич. воздействие.
Особые, довольно распространенные группы Ш. составляют некоторые пеномоющие препараты, а также автошампуни- средства для удаления загрязнений с покрытий и деталей автомобилей, мотоциклов, катеров и др., содержащие композиции ПАВ (напр., на основе алкилтриметиламмонийхлорида), антикоррозионные и иные добавки. Меньшее применение нашли зоошампуни — средства для мытья домашних животных (собак, кошек). В связи с возможным загрязнением при пользовании Ш. окружающей среды одним из важнейших показателей этих средств (особенно автошампуней) является биоразлагаемость входящих в их рецептуры ПАВ.
Лит.: Юдин A.M., Сучков В.Н., Коростелин Ю. А., Химия для вас, 4 изд., М., 1988.

ШЕЛЛАК, очищенная смола, изготавливаемая из выделений тропических насекомых — лаковых червецов (Laccifer lacса). Шеллак при комнатной температуре представляет собой твердое вещество, однако при нагревании он становится мягким и текучим. Применяется в производстве клеев, герметиков и лаков для волос.

ШИФФА РЕАКТИВ (Н. Schiff, 1834—1915, немецкий биохимик) реактив для качественного определения альдегидной группы органических веществ, представляющий собой раствор фуксинсернистой кислоты; используется для гистохимического выявления углеводов и дезоксирибонуклеиновой кислоты.

ШОРЫГИНА РЕАКЦИЯ металлирование орг. соед. алкильными производными щелочных металлов:

Реакц. способность RM убывает в ряду Na>K>Li; на практике обычно используют C₄H₉Li, C₆H₅Li, C₅H₁₁Na.
Особенно легко в Ш. р. вступают ди- и трифенилметаны, инден, флуорен. Алкилбензолы металлируются в боковую цепь; заместители OR', SR', NR² способствуют металлированию в opmo-положение; при повышении температуры могут образовываться биметаллич. производные (второй атом М вступает в меma-положение). Г
егероциклич. соед. (фуран, тиофен) металлируются в положение 2. Реакцию обычно начинают при низких температурах (от 0 до −65 °C), затем температуру постепенно доводят до 20–100 °C и выдерживают продукты при перемешивании от 2–4 ч до неск. суток. В качестве растворителя используют пентан, петролейный эфир, бензол и др. инертные углеводороды. Конечные продукты выделяют в виде карбоновых кислот (для этого реакц. массу насыщают предварительно CO₂).
Выходы достигают максимума (80–90%) при металлировании алкилароматич. и гетероциклич. соед. и некоторых олефинов. Основные побочные продукты — полиметаллич. производные и продукты реакции Вюрца.
Считают, что механизм Ш. р. включает нуклеоф. атаку иона R− или полярной группы К на замещаемый атом водорода. Ш. р. — один из основных методов синтеза металлорг. соед. щелочных металлов. Открыта П. П. Шорыгиным на примере натрийорг. соединений в 1910.
Лит.: Кочешков К. А., Талалаева Т.В., Синтетические методы в области металлоорганических соединений лития, натрия, калия, рубидия и цезия, М. — Л., 1949; Марч Дж., Органическая химия, пер. с англ., М., 1987, т. 2, с. 448.