В промышленности в больших масштабах производятся сплавы Х. - и .
Применение. Использование Х. основано на его жаропрочности, твёрдости и устойчивости против коррозии. Больше всего Х. применяют для выплавки хромистых сталей (см. , , ) .Алюмино- и силикотермический Х. используют для выплавки , ,других и .
Значительное количество Х. идёт на декоративные коррозионно-стойкие покрытия (см. ) .Широкое применение получил порошковый Х. в производстве металлокерамических изделий и материалов для сварочных электродов. Х. в виде иона Cr 3+- примесь в ,который используется как драгоценный камень и .Соединениями Х. протравливают ткани при крашении. Некоторые соли Х. используются как составная часть дубильных растворов в кожевенной промышленности; PbCrO 4, ZnCrO 4, SrCrO 4- как художественные краски. Из смеси хромита и магнезита изготовляют .
Соединения Х. (особенно производные C 6+) токсичны.
А. Б. Сучков.
Х. в организме. Х. - один из ,постоянно входит в состав тканей растений и животных. Среднее содержание Х. в растениях - 0,0005% (92-95% Х. накапливается в корнях), у животных - от десятитысячных до десятимиллионных долей процента. В планктонных организмах коэффициент накопления Х. огромен - 10 000 - 26 000. Высшие растения не переносят концентрации Х. выше 3Ч10 -4 моль/л.В листьях он присутствует в виде низкомолекулярного комплекса, не связанного с субклеточными структурами. Необходимость Х. для растений не доказана. У животных Х. участвует в обмене липидов, белков (входит в состав фермента трипсина), углеводов (структурный компонент глюкозоустойчивого фактора). Основной источник поступления Х. в организм животных и человека - пища. Снижение содержания Х. в пище и крови приводит к уменьшению скорости роста, увеличению холестерина в крови и снижению чувствительности периферийных тканей к инсулину.
М. Я. Школьник.
Отравлениях, и его соединениями встречаются при их производстве; в машиностроении (гальванические покрытия); металлургии (легирующие добавки, сплавы, огнеупоры); при изготовлении кож, красок и т.д. Токсичность соединений Х. зависит от их химической структуры: дихроматы токсичнее хроматов, соединения Cr (VI) токсичнее соединений Cr (II), Cr (lll). Начальные формы заболевания проявляются ощущением сухости и болью в носу, першением в горле, затруднением дыхания, кашлем и т.д.; они могут проходить при прекращении контакта с Х. При длительном контакте с соединениями Х. развиваются признаки хронического отравления: головная боль, слабость, диспепсия, потеря в весе и др. Нарушаются функции желудка, печени и поджелудочной железы. Возможны бронхит, бронхиальная астма, диффузный пневмосклероз. При воздействии Х. на кожу могут развиться дерматит, экзема. По некоторым данным, соединения Х., преимущественно Cr (lll), обладают канцерогенным действием. Профилактика отравлений: периодические медицинские осмотры с участием отоларинголога; при гальванических процессах - местная вентиляция в виде бортовых отсосов у ванн, использование перчаток, защитных мазей; при наличии пыли, содержащей Х., применяют респираторы, общие средства пылеподавления и пылеулавливания.
А. А. Каспаров.
Лит.:Салли А. Г., Брэндз Э. А., Хром, 2 изд., М., 1971; Некрасов Б. В., Основы общей химии, М., 1973; Ахметов Н. С., Неорганическая химия, 2 изд., М., 1975; Реми Г., Курс неорганической химии, пер. с нем., т. 1-2, М., 1972-74; Коттон Ф., Уилкинсон Дж., Современная неорганическая химия, пер. с англ., ч. 3, М., 1969; Грушко Я. М., Соединения хрома и профилактика отравлений ими, М., 1964; Bowen Н. J. М., Trace elements in biochemistry, L. - N. Y., 1966.
Хрома
Хро'ма,река на С.-В. Якут. АССР. Длина 685 км,площадь бассейна 19 700 км 2.Образуется при слиянии рр. Тэмтэкэн и Немалак-Арангас, стекающих с хребта Полоусный кряж, течёт по Яно-Индигирской низменности. Впадает в Хромскую губу Восточно-Сибирского моря. Питание снеговое и дождевое. Замерзает в конце сентября, вскрывается в конце мая. Перемерзает. Основной приток слева - Урюнг-Улах.
Хрома окислы
Хро'ма о'кислы,хрома оксиды, соединения хрома с кислородом: CrO, Cr 2O 3, CrO 2, CrO 3и др.
Хрома закись, CrO, чёрные кристаллы; t пл1550 °С. Нерастворима в воде и горячих концентрированных HCl и H 2SO 4. Сильный восстановитель. Гидрат закиси хрома Cr (OH) 2при обезвоживании окисляется до Cr 2O 3. Получают CrO разложением гексакарбонила хрома Cr (CO) 6при 300 °С в вакууме. Применения не находит.
Хрома окись, Cr 2O 3, тёмно-зелёные кристаллы; плотность 5,21 г\см 3, t пл1990 °С. В воде нерастворима. Обладает амфотерными свойствами. При сплавлении с сульфатами щелочных металлов даёт хрома сульфат, со щелочами - хромиты. Хрома окиси соответствует гидроокись Cr 2O 3Ч6H 2O; могут быть получены и др. гидратные формы, например Cr 2O 3Ч5H 2O, Cr 2O 3Ч7H 2O .Cr 2O 3является конечным продуктом термического разложения большинства соединений хрома; в технике её получают термическим разложением CrO 3при 500 °С или прокаливанием (например, K 2Cr 2O 3, Na 2Cr 2O 7) с древесным углём. Хрома окись используют как сырьё при алюминотермическом способе получения хрома, в производстве стойких к свету красок, для окраски стекол и керамики, в качестве полирующего материала, катализатора в неорганическом и органическом синтезе (при дегидрогенизации, ароматизации, гидрировании, крекинге и т.д.).
Хрома двуокись, CrO 2, кристаллы чёрного цвета; плотность 4,8 г/см 3.Получают CrO 2нагреванием CrO 3или хлористого хромила CrO 2Cl 2до 360-400 °С и под высоким давлением в атмосфере кислорода.
Хрома трёхокись, хромовый ангидрид, CrO 3, тёмно-красные кристаллы; плотность 2,8 г/см 3; t пл196 °С. Гигроскопична, расплывается на воздухе. С водой образует .Сильный окислитель. Получают действием H 2SO 4на дихромат натрия Na 2Cr 2O 7 (реже K 2Cr 2P 7). Применяют для получения электролизом, электролитического .Хрома трёхокись, так же как и др. соединения Cr (VI), ядовита.
Лит.:Роде Т. В., Кислородные соединения хрома и хромовые катализаторы, М., 1962; См. также лит. при ст. .
А. Б. Сучков.
Хрома хлориды
Хро'ма хлори'ды,соединения хрома с хлором: CrCl 2, CrCl 3, CrCl 4.
Хлорид хрома (II), CrCl 2, белые гигроскопичные кристаллы; плотность 2,75 г/см 3; t пл824 °С. Водные растворы голубого цвета. Образует комплексы с аммиаком, гидразином, дипиридилом и др. соединениями. Получают восстановлением CrCl 3водородом при 700 °С или взаимодействием хлористого водорода с металлом при 600-700 °С. Применяют в хроматометрии.
Хлорид хрома (III), CrCl 3, фиолетовые кристаллы; плотность 2,76 г/см 3; t пл1152 °С. При 600 °С возгоняется в токе хлора и разлагается в его отсутствие на хлор и CrCl 2. В воде растворим в присутствии восстановителей (Cr 2+, Fe 2+). В технике получают высокотемпературным хлорированием хрома, феррохрома, а также хромовой руды в присутствии угля с раздельной конденсацией образующихся в двух последних случаях хлоридов хрома и железа. Применяют при электролитическом и металлотермическом получении .
Хлорид хрома (IV), CrCl 4, неустойчив в твёрдом состоянии. Образуется в газовой фазе при нагревании CrCl 3в избытке хлора.
Из соединений хрома с хлором и кислородом наиболее важен хлористый хромил, CrO 2Cl 2. Это тёмно-красная жидкость; плотность 1,911 г/см 3, t пл-96,5 °С; t kип117 °С. Окисляет большинство органических веществ. Образуется при действии сухого HCl на CrO 3. Применяется в качестве окислителя в органическом синтезе (получение ализарина, сахарина, ) .
Лит.см. при ст. .
А. Б. Сучков.
Хромаль
Хрома'ль(от и ) ,общее название группы жаростойких сплавов на основе железа, содержащих 17-30% Cr и 4,5-6,0% Al. Сплавы характеризуются редким сочетанием высокой жаростойкости (до 1400 °С) и высокого удельного электрического сопротивления (1,3-1,5 мкомЧ м) .температура плавления 1500-1510 °С, плотность 7,15-7,30 г/см 3.Х., как и ,широко распространённые в технике материалы, которые применяются в виде проволоки и ленты для изготовления нагревательных элементов высокотемпературных электрических печей. Х. дешевле и более жаростойки, чем нихромы, но более сложны в производстве и требуют особых условий эксплуатации вследствие низкой прочности при температурах выше 1000 °С, охрупчивания в процессе службы, а также химического взаимодействия с парами и окислами некоторых распространённых в практике металлов. Х. обладают высокой жаростойкостью на воздухе, в водороде, окислительной атмосфере, содержащей серу и углерод. В СССР выпускают Х. марок 0Х23Ю5А, 0Х27Ю5А и др. Из зарубежных Х. наиболее известны сплавы и .
Лит.:Прецизионные сплавы. Справочник, М., 1974.
Хромансиль
Хроманси'ль(от и лат. Manganum - марганец, Silicium - кремний), конструкционная сталь, легированная хромом, марганцем и кремнием (около 1% каждого элемента); содержание углерода в различных марках Х. колеблется от 0,17 до 0,39%. Х. - дешёвая сталь, обладающая после термической обработки благоприятным сочетанием прочности и пластичности, а также хорошей обрабатываемостью. Применяется в виде листов, прутков, труб, ленты, поковок в различных отраслях машиностроения. В СССР выпускают Х. марок 20ХГСА, 30ХГСА и др.
Лит.:Материалы в машиностроении. Справочник, т. 3, М., 1968.
Хромат калия
Хрома'т ка'лия,калиевая соль хромовой кислоты, K 2CrO 4. О свойствах и применении Х. к. см. в ст. .
Хроматида
Хромати'да,структурный элемент ,формирующийся в ядра клетки в результате репликации (удвоения) хромосом. В хромосома состоит из двух Х., каждая из которых после расхождения в дочерние ядра становится самостоятельной хромосомой. В гомологичные хромосомы, сближаясь попарно, образуют структуру из четырёх Х. (тетраду). Согласно однонитчатой модели хромосомы, каждая Х. содержит в поперечнике одну суперспирализованную и конденсированную двуцепотчатую молекулу (ДНК); многонитчатая модель хромосомы предполагает наличие в поперечнике каждой Х. нескольких молекул ДНК (в этом случае различают полухроматиды, четверть-хроматиды и т.д.). Экспериментально более подтверждена однонитчатая модель.
И. И. Кикнадзе.
Хроматизм
Хромати'зм(от греч. chromatismуs - окраска), повышение или понижение на полутон диатонической ступени лада, обостряющее её тяготение к соседней ступени. Между диатонической ступенью и её повышенным или пониженным вариантом возникает хроматический полутон; принадлежность образующих его звуков к одной ступени (например, до - до-диез) отличает его от диатонического полутона (до - ре-бемоль). Х. обозначаются с помощью знаков .Последняя сравнительно с Х. представляет собой более широкое явление. Всякий Х. является альтерацией, но не всякая альтерация - Х. (например, альтерация звуков основного до-мажорного звукоряда, приводящая к образованию диатонического лада на др. ступенях). Если Х. - это реальное изменение диатонической ступени в одном голосе, об альтерации можно говорить и тогда, когда диатонический вариант той же ступени дан перед альтерированным звуком в др. голосе или вообще ей не предшествует.
Хроматин
Хромати'н(от греч. chroma, родительный падеж chromatos - цвет, краска), вещество хромосом, находящееся в ядрах растительных и животных клеток; интенсивно окрашивается ядерными красителями; во время деления клетки формируется в определённые видимые структуры в
.Термин введён в 1880 немецким гистологом В. Флеммингом. В современной цитологии под Х. чаще всего подразумевают хромосомное вещество ядра клетки в
(между последовательными её делениями), т.к. хромосомы в этот период клеточного цикла под микроскопом плохо обнаруживаются. В состав Х. в определённых пропорциях входят:
(ДНК) (30-40%),
(РНК),
и негистоновые белки. Основной структурный компонент Х. - дезоксирибонуклеопротеидные нити (ДНП) диаметром 100-200
, основу каждой из которых, по мнению большинства исследователей, составляет одна молекула ДНК. Предложено две модели тонкой структуры элементарной нити Х.: суперспиральная (американские учёные Д. Пардон, М.
,1972) и глобулярная (американские учёные А.
,А. Л. Олинс и Д. Э. Олинс, 1974). Экспериментально более подтверждена глобулярная модель, предполагающая, что элементарная нить Х. - это гибкая цепь из повторяющихся субъединиц - нуклеосом, каждая из которых заключает в себе изогнутый участок ДНК размером 150-200 пар
и комплекс из 8 молекул гистонов.
Различают генетически активный Х. (эухроматин) и неактивный (гетерохроматин). В ядрах клеток особей женского пола многих организмов (в частности, млекопитающих животных и человека) обнаружены крупные плотные глыбки Х., которых нет у особей мужского пола. Такой Х. назван «половым Х.». Образуется он, по-видимому, неактивными участками (в основном гетерохроматином одной из парных Х-хромосом).
И. И. Кикнадзе.
Хроматическая аберрация
Хромати'ческая аберра'ция,одна из основных ,обусловленная зависимостью (ПП) прозрачных сред от длины волны света (см. ) .Х. а. может проявиться лишь в системах, включающих элементы из преломляющих материалов, например .Зеркалам Х. а. не свойственна; др. словами, зеркала ахроматичны.
Существует два типа Х. а., не зависящих один от другого: хроматизм положения изображения и хроматизм увеличения. Первый состоит в том, что изображения точки, образуемые лучами разной длины волны, лежат на различных расстояниях от системы (положения главных на не совпадают для лучей разного цвета; рис. , отрезок O 1O 2). При этом типе Х. а. на экране, поставленном там, где формируется изображение, перпендикулярно оптической оси вместо одной светлой точки наблюдается совокупность цветных кружков. Хроматизм увеличения заключается в том, что поперечные изображений объекта, формируемых лучами разной длины волны, могут оказаться неодинаковыми. Это вызвано различием положений главных плоскостей системы (см. оптической системы) для лучей с неравными длинами волн, даже если их фокусы совпадают (но отличаются ) .Из-за хроматизма увеличения предметы конечных размеров дают изображения с цветной каймой.
Исправить хроматизм положения в оптической системе тем труднее, чем для большего числа лучей разной длины волны совмещают их главные фокусы. В простейшем случае совмещения их лишь для лучей двух длин волн (и уменьшения взаимного удаления для лучей др. длин волн) оптической системы, обычно ,называются .В более совершенных фокусы совмещаются для лучей трёх длин волн, что достигается увеличением числа элементов с разными ПП и введением в оптическую систему зеркал. Такие системы широко применяются как фотография., астрономические и др. объективы. Ещё более тщательное исправление хроматизма положения требует дальнейшего усложнения конструкции системы тем большего, чем больше её и угол [число линз и зеркал увеличивается и (или) форма их усложняется]. При ахроматизации увеличения (исправлении Х. а. 2-го типа) необходимо совместить также главные плоскости для возможно большего числа лучей с разными длинами волн, что связано с большими трудностями.
Лит.:Ландсберг Г. С., Оптика, 5 изд., М., 1976 (Общий курс физики); Герцбергер М., Современная геометрическая оптика, пер. с англ., М., 1962; Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ., М., 1973.
Рис. к ст. Хроматическая аберрация.
Хроматическая гамма
Хромати'ческая га'мма, с полутоновым расстоянием между ступенями, насчитывающая 12 звуков в пределах октавы. Рассматривается как мажорная или минорная гамма с проходящими полутонами. Отсюда правила её записи: все диатонические ступени нотируются без какой-либо энгармонической замены, прочие ступени в мажоре при движении вверх обозначаются через повышения основных (только VI повышенная заменяется VII пониженной), а при движении вниз - через понижения основных (только V пониженная заменяется IV повышенной). В миноре при движении вверх применяется написание параллельного, при движении вниз - одноимённого мажора.
Хроматическая гамма до мажор - восходящая и нисходящая.
Хроматическая поляризация
Хромати'ческая поляриза'ция,см. .
Хроматография
Хроматогра'фия(от греч. chroma, родительный падеж chromatos - цвет, краска и ) ,физико-химический метод разделения и анализа смесей, основанный на распределении их компонентов между двумя фазами - неподвижной и подвижной (элюент), протекающей через неподвижную.
Историческая справка. Метод разработан в 1903 М. ,который показал, что при пропускании смеси растительных пигментов через слой бесцветного сорбента индивидуальные вещества располагаются в виде отдельных окрашенных зон. Полученный таким образом послойно окрашенный столбик сорбента Цвет назвал хроматограммой, а метод - Х. Впоследствии термин «хроматограмма» стали относить к разным способам фиксации результатов многих видов Х. Однако вплоть до 40-х гг. Х. не получила должного развития. Лишь в 1941 А. и Р. открыли метод распределительной Х. и показали его широкие возможности для исследования белков и углеводов. В 50-е гг. Мартин и американский учёный А. Джеймс разработали метод газо-жидкостной Х.
Основные виды Х. В зависимости от природы взаимодействия, обусловливающего распределение компонентов между элюентом и неподвижной фазой, различают следующие основные виды Х. - адсорбционную, распределительную, ионообменную, эксклюзионную (молекулярно-ситовую) и осадочную. Адсорбционная Х. основана на различии сорбируемости разделяемых веществ адсорбентом (твёрдое тело с развитой поверхностью); распределительная Х. - на разной растворимости компонентов смеси в неподвижной фазе (высококипящая жидкость, нанесённая на твёрдый макропористый носитель) и элюенте (следует иметь в виду, что при распределительном механизме разделения на перемещение зон компонентов частичное влияние оказывает и адсорбционное взаимодействие анализируемых компонентов с твёрдым сорбентом); ионообменная Х. - на различии констант ионообменного равновесия между неподвижной фазой (ионитом) и компонентами разделяемой смеси; эксклюзионная (молекулярно-ситовая) Х. - на разной проницаемости молекул компонентов в неподвижную фазу (высокопористый неионогенный гель). Эксклюзионная Х. подразделяется на гель-проникающую (ГПХ), в которой элюент - неводный растворитель, и гель-фильтрацию, где элюент - вода. Осадочная Х, основана на различной способности разделяемых компонентов выпадать в осадок на твёрдой неподвижной фазе.
В соответствии с агрегатным состоянием элюента различают газовую и жидкостную Х. В зависимости от агрегатного состояния неподвижной фазы газовая Х. бывает газо-адсорбционной (неподвижная фаза - твёрдый адсорбент) и газожидкостной (неподвижная фаза - жидкость), а жидкостная Х. - жидкостно-адсорбционной (или твёрдо-жидкостной) и жидкостно-жидкостной. Последняя, как и газо-жидкостная, является распределительной Х. К твёрдо-жидкостной Х. относятся тонкослойная и бумажная.
Различают колоночную и плоскостную Х. В колоночной сорбентом заполняют специальные трубки - колонки, а подвижная фаза движется внутри колонки благодаря перепаду давления. Разновидность колоночной Х. - капиллярная, когда тонкий слой сорбента наносится на внутренние стенки капиллярной трубки. Плоскостная Х. подразделяется на тонкослойную и бумажную. В тонкослойной Х. тонкий слой гранулированного сорбента или пористая плёнка наносится на стеклянную или металлическую пластинки; в случае бумажной Х. используют специальную хроматографическую бумагу. В плоскостной Х. перемещение подвижной фазы происходит благодаря капиллярным силам.
При хроматографировании возможно изменение по заданной программе температуры, состава элюента, скорости его протекания и др. параметров.
В зависимости от способа перемещения разделяемой смеси вдоль слоя сорбента различают следующие варианты Х.: фронтальный, проявительный и вытеснительный. При фронтальном варианте в слой сорбента непрерывно вводится разделяемая смесь, состоящая из газа-носителя и разделяемых компонентов, например 1, 2, 3, 4, которая сама является подвижной фазой. Через некоторое время после начала процесса наименее сорбируемый компонент (например, 1) опережает остальные и выходит в виде зоны чистого вещества раньше всех, а за ним в порядке сорбируемости последовательно располагаются зоны смесей компонентов: 1 + 2, 1 + 2 + 3, 1 + 2 + 3 + 4 ( рис. , a). При проявительном варианте через слой сорбента непрерывно проходит поток элюента и периодически в слой сорбента вводится разделяемая смесь веществ. Через определённое время происходит деление исходной смеси на чистые вещества, располагающиеся отдельными зонами на сорбенте, между которыми находятся зоны элюента ( рис. , б) .При вытеснительном варианте в сорбент вводится разделяемая смесь, а затем поток газа-носителя, содержащего вытеснитель (элюент), при движении которого смесь через некоторый период времени разделится на зоны чистых веществ, между которыми окажутся зоны их смеси ( рис. , в) .Ряд видов Х. осуществляется с помощью приборов, называемых ,в большинстве из которых реализуется проявительный вариант Х. Хроматографы используют для анализа и для препаративного (в т. ч. промышленного) разделения смесей веществ. При анализе разделённые в колонке хроматографа вещества вместе с элюентом попадают через различные промежутки времени в установленное на выходе из хроматографической колонки детектирующее устройство, регистрирующее их концентрации во времени. Полученную в результате этого выходную кривую называют хроматограммой. Для качественного хроматографического анализа определяют время от момента ввода пробы до выхода каждого компонента из колонки при данной температуре и при использовании определённого элюента. Для количественного анализа определяют высоты или площади хроматографических пиков с учётом коэффициентов чувствительности используемого детектирующего устройства к анализируемым веществам.
Для анализа и разделения веществ, переходящих без разложения в парообразное состояние, наибольшее применение получила газовая Х., где в качестве элюента (газа-носителя) используются гелий, азот, аргон и др. газы. Для газо-адсорбционного варианта Х. в качестве сорбента (частицы диаметром 0,1-0,5 мм) используют ,алюмогели, ,пористые полимеры и др. сорбенты с удельной поверхностью 5-500 м 2/г.Для газо-жидкостной Х. сорбент готовят нанесением жидкости в виде плёнки (высококипящие углеводороды, сложные эфиры, силоксаны и др.) толщиной несколько мкмна твёрдый носитель с удельной поверхностью 0,5-5 м 2/ги более. Рабочие температурные пределы для газо-адсорбционного варианта Х. от -70 до 600 °С, для газо-жидкостного от -20 до 400 °С. Газовой Х. можно разделить несколько см 3газа или мгжидких (твёрдых) веществ; время анализа от нескольких секдо нескольких часов.
В жидкостной колоночной Х. в качестве элюента применяют легколетучие растворители (например, углеводороды, эфиры, спирты), а в качестве неподвижной фазы - силикагели (в т. ч. силикагели с химически привитыми к поверхности различными функциональными группами - эфирными, спиртовыми и др.), алюмогели, пористые стекла; размер частиц всех этих сорбентов несколько мкм.Подавая элюент под давлением до 50 Мн/м 2(500 кгс/см 2) ,удаётся сократить время анализа от 2-3 чдо нескольких мин.Для повышения эффективности разделения сложных смесей используют программируемое во времени изменение свойств элюента путём смешения растворителей разной полярности (градиентное элюирование).
Жидкостная молекулярно-ситовая Х. отличается использованием сорбентов, имеющих поры строго определённого размера (пористые стекла, молекулярные сита, в том числе декстрановые и др. гели). В тонкослойной и бумажной Х. исследуемую смесь в жидком виде наносят на стартовую линию (начало пластинки или полоски бумаги), а затем разделяют на компоненты восходящим или нисходящим потоком элюента. Последующее обнаружение (проявление) разделённых веществ на хроматограмме (так в этих случаях называют пластину с нанесённым на неё сорбентом или хроматографическую бумагу, на которых произошло разделение исследуемой смеси на компоненты) осуществляют при помощи ультрафиолетовой (УФ) спектроскопии, инфракрасной (ИК) спектроскопии или обработкой реактивами, образующими с анализируемыми веществами окрашенные соединения.