А. П. Саруханян.
Ш. О'Кейси.
О'Келли Шон Томас
О’Ке'лли(O’Ceallaigh, O’Kelly) Шон Томас (25.8.1882, Дублин, - 23.11.1966, там же), ирландский государственный деятель. Примкнул к движению , участвовал в . В 1920-22 посланник Свободного Ирландского государства (Эйре) в Италии, в 1924-26 - в США. В 1932-45 занимал ряд министерских постов. В 1945-59 президент. Во время его президентства Ирландия в апреле 1949 была провозглашена республикой. В 1958 при участии О’К. была разработана и принята программа экономического развития страны с ориентацией на привлечение иностранного капитала.
Окен Лоренц
О'кен(Oken) Лоренц (настоящая фамилия - Оккенфус, OckenfuЯ) (1.8.1779, Больсбах, Баден, - 11.8.1851, Цюрих), немецкий естествоиспытатель и натурфилософ, ученик и последователь Ф. В. . Профессор в Йене (1807-19), Мюнхене (1828-32), Цюрихе, где был первым ректором основанного в 1833 университета. Издавал журнал «Isis oder Encyclopдdische Zeitung» (т. 1-41, 1817-48). В 1822 основал общество немецких естествоиспытателей и врачей. Исходя из Шеллинга, О. рассматривал многообразие живых организмов как результат развития и превращения некоторого идеального творческого первоначала; каждая ступень развития органических форм реализует предустановленную идеальную первичную форму. В сочинениях О. наряду с фантастическими представлениями содержатся и проницательные догадки, предвосхитившие научные открытия последующего времени, - идея дискретности живого (вылившаяся в дальнейшем в клеточную теорию), взгляд на углерод как на основу живой материи и др. Развивавшееся О. учение о соответствии частей черепа позвонкам (эту «позвоночную теорию» черепа отстаивал и И. В. Гёте) возродилось впоследствии в учении о головы позвоночных (см. сб. Анналы биологии, т. 1, М., 1959, с. 155-264). О. оказал значительное влияние на русское шеллингианство начала 19 в. (см. П. Сакулин, Из истории русского идеализма..., т. 1, ч.1, М., 1913, гл.2).
Соч.: Gesammelte Schriften, В., 1939; в рус. пер. - Обозрение главных содержаний философского естествознания..., СПБ, 1815; О свете и теплоте, как известных состояниях всемирного элемента, СПБ, 1816; Всеобщая естественная история для всех состояний, т. 5, [СПБ, 1836].
Лит.:Райков Б. Е., Германские биологи-эволюционисты до Дарвина, Л., 1969, с. 9-159; Ecker A., L. Oken, Stuttg., 1880; Schuster J., Oken. Der Mann und sein Werk, B., 1922; Pfannenstiel M., L. Oken. Sein Leben und Wirken, Freiburg im Breisgau, 1953; Brдuning-Oktavio H., Oken und Goetne im Lichte neuer Quellen, Weimar, 1959.
Л. Я. Бляхер.
Оки
О'ки, группа островов в южной части Японского моря, принадлежит Японии. Общая площадь 323 км 2, основной о. Дого (около 250 км 2). Берега сильно изрезаны, много удобных гаваней. В рельефе преобладают холмы и низкогорья (высота до 608 м). На склонах - смешанные леса. Рыболовство, рисосеяние, ловля каракатиц. Основной порт - Сайго.
Окинава (остров)
Окина'ва, наиболее крупный остров архипелага Рюкю, в Японии. Длина с С.-В. на Ю.-З. 110 км, площадь 1254 км 2. Омывается Тихим океаном и Восточно-Китайским морем. Берега сильно изрезаны, на значительном протяжении окаймлены коралловыми рифами. На С.-В. и в центральной части О. - низкогорья высотой до 498 м, сложенные преимущественно сланцами, известняками и песчаниками, остальная территория - низменная равнина. Климат тропический, муссонный, осадков от 1,3 до 2 тыс. ммв год, летом и осенью часты тайфуны. Влажные тропические леса на больших пространствах сведены и замещены зарослями кустарников, бамбуковыми рощами, рисовыми полями, плантациями ананасов, батата и сахарного тростника. Основной центр - порт Наха.
Лит.:Меклер Г. К., Окинава, М., 1969.
Окинава (префектура в Японии)
Окина'ва, префектура в Японии. Расположена на ряде островов , самый крупный из них - о. занимает свыше 50% территории префектуры. Площадь префектуры 2,4 тыс. км 2Население 970 тыс. чел. (1970), в том числе городского 59%. Б. ч. населения сконцентрирована в центральных и южных районах о. Окинава. Административный и экономический центр - г. Наха.
О. - наименее развитая в экономическом отношении префектура Японии.
Площадь обрабатываемых земель (1970) 53 тыс. га, главным образом под рисом (сбор 10 тыс. т, около 90 тыс. тввозится), овощными культурами (сбор 50-60 тыс. т), сахарным тростником (сбор около 2 млн. т), ананасами (сбор 70 тыс. т). Культивируются также табак и чай. Животноводство (28 тыс. голов крупного рогатого скота). Рыболовство (улов тунца 36 тыс. т). Пищевкусовая (сахарная, плодоконсервная и др.), деревообрабатывающая, текстильная, цементная промышленность. Кустарное производство швейных, лакированных и др. художественных изделий. Строится (1974) нефтехимический комбинат. Добыча угля, строительных материалов. Рыболовство, выращивание искусственного жемчуга. Национальный парк Иримотэ. Туризм.
До конца 2-й мировой войны 1939-45 острова Рюкю были частью Японии и составляли префектуру О. В июне 1945 острова Рюкю были оккупированы США. По Сан-Францисскому мирному договору с Японией 1951 США получили право осуществлять всю административную, законодательную и судебную власть на островах Рюкю. Здесь были размещены военно-воздушные, военно-морские и ракетные базы США. В 60-х гг. движение в Японии за возвращение островов Рюкю приобрело всенародный характер. В результате американско-японских переговоров, которые начались в декабре 1969, подписано 17 июня 1971 соглашение, по которому Японии были переданы все административные, законодательные и судебные права на острова Рюкю; официально оно вошло в силу 15 мая 1972. С этого времени острова Рюкю - снова японская префектура О. После заключения соглашения в пользовании США на островах Рюкю остались 54 военные базы и большая часть военных установок на 34 др. военных объектах, которые переданы Японии.
H. А. Смирнов, В. В. Родионов.
Окинлек Клод Джон Эйр
Окинле'к(Auchinlek) Клод Джон Эйр (р. 21.6.1884, Олдершот, Хэмпшир, Англия), британский фельдмаршал (1946). Родился в семье офицера. Окончил военное училище в Сандхерсте (1903), служил в колониальных войсках в Индии, во время 1-й мировой войны 1914-18 - в Египте и Месопотамии, до 1940 - снова в Индии. В мае-июне 1940 командовал англо-французскими войсками в Северной Норвегии, затем войсками военного округа в Южной Англии. В июле 1941 - августе 1942 командовал британскими войсками на Ближнем Востоке. За отступление в 1942 был снят с должности. Его руководство действиями британских войск вследствие неудач в 1942 подвергалось серьёзной критике. В 1943 назначен главнокомандующим британскими войсками в Индии (до 1947), в 1943-45 руководил военными действиями против японских войск в Бирме.
Окинский хребет
Оки'нский хребе'т, горный хребет Восточного Саяна, на границе Бурятской АССР и Иркутской области РСФСР. Образует водораздел рр. Ия и Хойто-Ока (бассейн Ангары). Высота около 2500 м. Длина около 100 км. Сложен гнейсами, кристаллическими сланцами, гранитами. На склонах горная тайга, до высоты 1000-2000 м- преимущественно кедровая, выше - горная тундра.
Окип
Оки'п(Okiep), горнопромышленный пункт на западе ЮАР, в Капской провинции. Около 5,7 тыс. жителей. К О. прилегает др. горнопромышленный пункт Набабип (около 8,3 тыс. жителей). Автодорогой связан с портом Порт-Ноллот. Центр добычи медных руд, месторождения которых эксплуатируются американской компанией «Окип коппер компани». Обогатительная фабрика. Медеплавильный завод.
Окисление
Окисле'ние, окислительный процесс, в узком смысле слова - реакция соединения какого-либо вещества с кислородом. В более широком смысле - всякая химическая реакция, сущность которой состоит в отнятии электронов от атомов или ионов (см. ). Из обычных окислителей к числу важнейших относятся: кислород О 2, озон О 3, перекись водорода H 2O 2,хлор Cl 2, фтор F 2, перманганат калия KMnO 4, хлорная кислота HClO 24, азотная кислота HNO 3и др. См. также .
Окисление - восстановление
Окисле'ние-восстановле'ние,
окислительно-восстановительные реакции, химические реакции, сопровождающиеся изменением
атомов. Первоначально (со времени введения в химию кислородной теории горения А.
,
конец 18 в.) окислением назывались только реакции соединения с кислородом, восстановлением - отнятие кислорода. С введением в химию электронных представлений (1920-30) оказалось возможным широко обобщить понятие О.-в. и распространить его на реакции, в которых кислород не участвует. Согласно электронной теории, окислением называется отдача электронов атомом, молекулой или ионом: Zn – 2
= Zn
2+.
Восстановлением называется присоединение электронов атомом, молекулой или ионом: Cl
2+ 2
= 2Cl
–.
Окислителями называется нейтральный атом, молекула или ион, принимающие электроны (во втором примере молекула хлора Cl 2), восстановителями - нейтральный атом, молекула или ион, отдающие электроны (в первом примере - атом Zn). Окисление и восстановление - взаимосвязанные процессы, которые всегда протекают одновременно. Когда одно вещество окисляется, то другое восстанавливается, и наоборот. Так, приведённые выше частные реакции окисления и восстановления составляют единый процесс О.-в.: Zn + Cl 2= ZnCl 2.
Здесь Zn окисляется до Zn 2+, а Cl 2восстанавливается до 2Cl –.
В химии окислительно-восстановительные реакции принадлежат к числу наиболее распространённых. Например, на них, как правило, основано получение простых веществ (металлов и неметаллов)
CuO + H 2=Cu + H 2O,
2КВг + Cl 2= Br 2+ 2KCl.
В основе технического производства таких важнейших химических продуктов, как
,
,
, процессов сжигания топлива и горения также лежат реакции О.-в. В гальванических элементах (см.
) возникновение электродвижущей силы обусловлено протеканием реакции О.-в. При проведении
на аноде происходит электрохимическое окисление, на катоде - электрохимическое восстановление. Например, при производстве хлора электролизом раствора NaCl на аноде идёт реакция Cl
–– 1
= 1/2Cl
2(окисление аниона Cl
–), на катоде Н
++ 1
=
1/
2Н
2(восстановление катиона Н
+).
металлов также связана с реакциями О.-в. и заключается в окислении металлов.
Дыхание, усвоение растениями углекислого газа с выделением кислорода (см. ), обмен веществ и др. биологически важные явления представляют собой реакции О.-в. (см. ).
При составлении уравнений реакций О.-в. основная трудность заключается в подборе коэффициентов, особенно для реакций с участием соединений, в которых химическая связь носит не ионный, а ковалентный характер. В этом случае полезны понятия электроотрицательности и окислительного числа (степени окисления). Электроотрицательность - способность атома в молекуле притягивать и удерживать около себя электроны. Степень окисления - такой заряд, который возник бы на атоме в молекуле, если бы каждая пара электронов, связывающая его с др. атомами, была полностью смещена к более электроотрицательному атому (см. ). Нахождение степени окисления атома в молекуле основано на том, что молекула в целом должна быть электрически нейтральной. При этом учитывается, что степень окисления атомов некоторых элементов в соединениях всегда постоянна (щелочные металлы +1, щёлочноземельные металлы и цинк +2, алюминий +3, кислород, кроме перекисей, –2 и т.д.). Степень окисления атома в простых веществах равна нулю, а одноатомного иона в ионном соединении равна заряду этого иона. Например, рассчитаем степень окисления атома Cr в соединении K 2Cr 2O 7. Пользуясь постоянными значениями степеней окисления для К и О, имеем 2·(+1) + 7·(–2) = –12. Следовательно, степень окисления одного атома Cr (чтобы сохранить электронейтральность молекулы) равна +6. На основе введённых понятий можно дать другое определение О.-в.: окислением называется увеличение степени окисления, восстановлением называется понижение степени окисления.
Восстановителями являются почти все металлы в свободном состоянии, отрицательно заряженные ионы неметаллов (S
2–
– 2
= S°), положительно заряженные ионы металлов в низшей степени окисления (
), сложные ионы и молекулы, содержащие атомы в промежуточной степени окисления (
,
). В промышленности и технике широко используются такие восстановители, как углерод и окись углерода (восстановление металлов из окислов)
ZnO + С = Zn + СО, FeO +СО = Fe + СО 2.
сульфит натрия Na 2SO 3и гидросульфит натрия NaHSO 3- в фотографии и красильном деле, металлический натрий и свободный водород - для получения чистых металлов
TiCl 4+ 4Na = Ti + 4NaCI,
GeO 2+2Н 2= Ge + 2H 2O.
Окислителями могут быть нейтральные атомы неметаллов (в особенности галогенов и кислорода), положительно заряженные ионы металлов в высшей степени окисления (Sn
4++ 2
= Sn
2+), сложные ионы и молекулы, содержащие атомы элементов в более высокой степени окисления (
,
,
). Промышленное значение как окислители имеют: кислород (особенно в металлургии), озон, хромовая и двухромовая кислоты и их соли, азотная кислота, перекись водорода, перманганат калия, хлорная известь и др. Самый сильный окислитель - электрический ток (окисление происходит на аноде).
Для подбора коэффициентов в уравнениях реакций О.-в. служит общее правило: число электронов, отданных восстановителем, должно равняться числу электронов, принятых окислителем. Применяют обычно два метода подбора коэффициентов: метод электронного баланса и электронно-ионный метод.
В методе электронного баланса подсчёт числа принятых и отданных электронов производят на основании значений степеней окисления элементов до и после реакции. Например,
Таким образом,
является окислителем, а
- восстановителем. Составляют частные реакции окисления и восстановления:
В соответствии с приведённым выше правилом числа отданных и принятых электронов уравнивают. Полученные величины подставляют в исходное уравнение:
2KClO 3= 2KCl + 3O 2.
В электронно-ионном методе схему реакции записывают в соответствии с общими правилами составления ионных реакций, т. е. сильные электролиты записывают в виде ионов, а неэлектролиты, слабые электролиты, газы и осадки - в виде молекул. Не изменяющиеся в результате реакции ионы в такую схему не входят. Например,
KMnO 4+ KI + H 2SO 4® K 2SO 4+ I 2+ MnSO 4+ H 2O,
в ионном виде:
Рассчитав степени окисления, определяют окислитель и восстановитель и составляют частные реакции окисления и восстановления:
2I
–– 2
= I
2,
Во втором уравнении, перед тем как записать переход электронов, необходимо составить «материальный» баланс, т.к. в левой части уравнения есть атомы О, а в правой их нет. Избыточные атомы О связываются в молекулы воды ионами Н +, присутствующими в сфере реакции (кислая среда):
Далее, как и в первом методе, находят коэффициенты-множители к частным уравнениям для достижения электронного баланса (в приведённом примере 5 и 2 соответственно). Окончательное уравнение имеет вид:
.
Полученные коэффициенты подставляют в исходное уравнение:
2KMnO 4+ 10KI + 8H 2SO 4= 6K 2SO 4+ 5I 2+ 2MnSO 4+ 8H 2O.
Аналогично составляют и уравнения реакций О.-в. в щелочной среде (вместо ионов Н
+в частных уравнениях фигурируют ионы OH
–). Т. о., в уравнивании реакций по второму методу учитывают характер реакционной среды (кислая или щелочная либо нейтральная), которая сильно влияет и на направление реакции О.-в. и на продукты, получаемые в результате реакции. Например, равновесие окислительно-восстановительной реакции
в кислой среде смещено влево, а в щелочной - вправо. Сильный окислитель ион
в кислой среде восстанавливается до иона Mn
2+, в щелочной среде - до иона
, в нейтральной - до молекулы
. См. также
,
.
Лит.:Кудрявцев А. А., Составление химических уравнений, М., 1968; Химия. Курс для средней школы, пер. с англ., 2 изд., М., 1972, гл. 12; Химия. Пособие для преподавателей средней школы, пер. с англ., ч. 1, М., 1973, гл. 12.
В. К. Бельский.
Окисление биологическое
Окисле'ние биологи'ческое, совокупность реакций окисления, протекающих во всех живых клетках. Основная функция О. б. - обеспечение организма энергией в доступной для использования форме. Реакции О. б. в клетках катализируют ферменты, объединяемые в класс . Изучение окисления в организме было начато в 18 в. А. ; в дальнейшем значительный вклад в исследование О. б. (его локализация в живых клетках, связь с др. процессами обмена веществ, механизмы ферментативных окислительно-восстановительных реакций, аккумуляция и превращение энергии и др.) внесли О. , Г. (Германия), Д. , Х. , П. Митчелл (Великобритания), Д. , А. , Б. Чанс, Э. Рэкер (США), а в СССР - А. Н. , В. И. , В. А. , С. Е. , В. А. , В. П. Скулачев и др.
О. б. в клетках связано с передачей т. н. восстанавливающих эквивалентов (ВЭ) - атомов водорода или электронов - от одного соединения - донора, к другому - акцептору. У - большинства животных, растений и многих микроорганизмов - конечным акцептором ВЭ служит кислород. Поставщиками ВЭ могут быть как органические, так и неорганические вещества (см. таблицу).
Классификация организмов по источнику энергии и восстанавливающих эквивалентов
| Тип организмов | Источник энергии | Окисляемое соединение (поставщик восстанавливающих эквивалентов) | Примеры |
| Фотолитотрофы Фотоорганотрофы Хемолитотрофы Хемоорганотрофы | Свет Свет Реакции окисления Реакции окисления | Неорганические соединения (Н 2О, H 2S, S) Органические соединения Неорганические соединения (H 2, S, H 2S, NH 3, Fe 2 +) Органические соединения | Зелёные клетки высших растений, синезелёные водоросли, фотосинтезирующие бактерии Несерные пурпурные бактерии Водородные, серные, денитрифицирующие бактерии, железобактерии Животные, большинство микроорганизмов, нефотосинтезирующие клетки растений |
Основной путь использования энергии, освобождающейся при О. б., - накопление её в молекулах аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) и др. . О. б., сопровождающееся синтезом АТФ из аденозиндифосфорной кислоты (АДФ) и неорганического фосфата, происходит при , окислении a-кетоглутаровой кислоты и при переносе ВЭ в цепи окислительных (дыхательных) ферментов, обычно называют (см. схему ).
В процессе дыхания углеводы, жиры и белки подвергаются многоступенчатому окислению, которое приводит к восстановлению основных поставщиков ВЭ для дыхательных флавинов, (НАД), (НАДФ) и . Восстановление этих соединений в значительной мере осуществляется в , которым завершаются основные пути окислительного расщепления углеводов (оно начинается с гликолиза), жиров и аминокислот. Помимо цикла трикарбоновых кислот, некоторое количество восстановленных - ФАД ( ) и НАД - образуется при окислении жирных кислот, а также при окислительном дезаминировании глутаминовой кислоты (НАД) и в (восстановленный НАДФ).
Соотношение и локализация различных механизмов О. б.В расчёте на 1 молекулу глюкозы гликолиз даёт 2 молекулы АТФ, а фосфорилирование в дыхательной цепи - 34 молекулы АТФ. Гликолиз, цикл трикарбоновых кислот и дыхательная цепь функционируют, по-видимому, в клетках всех . Окисление жирных кислот у позвоночных поставляет половину энергии, потребляемой печенью, почками, мышцей сердца и покоящимися скелетными мышцами; в клетках мозга оно практически не происходит. Окисление по пентозофосфатному пути активно в печени и лактирующих молочных железах, но незначительно в сердечной и скелетных мышцах.
В жидкой фазе цитоплазмы растворены все ферменты гликолиза. Внутренние мембраны , мембраны (тилакоидов) и клеточные мембраны бактерий содержат фосфорилирующие цепи переноса электронов. В матриксе митохондрий локализовано окисление жирных кислот, ферменты цикла трикарбоновых кислот и глутаматдегидрогеназа. Во внутренней мембране митохондрий находятся ферменты, окисляющие янтарную и b-оксимасляную кислоты, во внешней - ферменты, участвующие в обмене аминокислот: и кинуренингидроксилаза. В особых органоидах клетки, т. н. пероксисомах, или микротельцах, вклад которых в суммарное поглощение О 2может достигать в печени 20%, находится флавиновая оксидаза, окисляющая аминокислоты, гликолевую кислоту и др. субстраты с образованием перекиси водорода, которая затем разлагается или используется в реакциях окисления. В мембранах эндоплазматической сети клетки локализованы гидроксилазы и оксигеназы, организованные в короткие нефосфорилирующие цепи переноса электронов.
Окислительные реакции не всегда сопровождаются накоплением энергии; в ряде случаев они несут функции превращения веществ (например, окисление при образовании жёлчных кислот, стероидных гормонов, на путях превращения аминокислот и др.). При окислении происходит обезвреживание чужеродных и ядовитых для организма веществ (ароматических соединений, недоокисленных продуктов дыхания и др.). О. б., не сопряжённое с накоплением энергии, называется свободным окислением. Его энергетический эффект - образование тепла. По-видимому, система переноса электронов, осуществляющая окислительное фосфорилирование, способна переключаться на свободное окисление при увеличении потребности организма в тепле (у ).
Механизм использования энергии окисления. Долгое время оставался неясным вопрос о механизме преобразования энергии, освобождающейся при переносе ВЭ по цепи окислительных ферментов. Согласно т. н. хемиосмотической теории, развитой в 60-х гг. 20 в. (английский биохимик П. Митчелл и др.), энергия сначала используется для создания электрического поля («+» с одной стороны мембраны и «–» с другой) и разности концентраций ионов Н +по разные стороны мембраны. Оба фактора (электрическое поле и разность концентраций) могут служить движущей силой для действия фермента АТФ-синтетазы, осуществляющей синтез АТФ. Часть энергии поля может быть прямо использована клеткой для переноса ионов через мембрану, восстановление переносчиков электронов, образования тепла без промежуточного участия АТФ.
Эволюция энергообеспечения в живой природе. Древнейшие организмы, как полагают, существовали в первичной бескислородной атмосфере Земли и были и . Обеспечение клеток энергией шло за счёт процессов типа гликолиза. Возможно, существовал механизм окисления, известный у некоторых современных микроорганизмов: ВЭ передаются через дыхательную цепь на нитрат (NO – 3) или на сульфат (SO – – 4). Принципиально важным этапом оказалось возникновение у древних одноклеточных организмов механизма фотосинтеза, с которым связывают появление кислорода в атмосфере Земли. В результате стало возможным использование O 2, обладающего высоким окислительно-восстановительным потенциалом, в качестве конечного акцептора электронов в дыхательной цепи. Реализация этой возможности произошла при появлении специального фермента - , восстанавливающей О 2, и привела к возникновению биохимического дыхательного аппарата современного типа. Обеспечение энергией у всех аэробов (их клетки содержат митохондрии) основано на таком дыхании. Вместе с тем клетки сохранили ферментный аппарат гликолиза. Образуемая в ходе последнего пировиноградная кислота окисляется далее в цикле трикарбоновых кислот, который, в свою очередь, питает дыхательную цепь электронами. Т. о., эволюция энергетического обмена шла, по-видимому, по пути использования и надстройки уже имевшихся ранее механизмов энергообеспечения. Наличие в клетках ныне существующих организмов биохимических систем гликолиза (в цитоплазме), дыхания (в митохондриях), фотосинтеза (в хлоропластах), а также поразительное сходство механизмов превращения энергии в этих органеллах и в микроорганизмах нередко рассматривают как свидетельство возможного происхождения хлоропластов и митохондрий от древних микроорганизмов-симбионтов. См. также