БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ГИ)
CH2 = CH2 + H2O ® CH3CH2OH.
Г. ацетилена приводит к ацетальдегиду (реакция Кучерова) (промежуточный продукт — неустойчивый виниловый спирт):
CH º CH + H2O ® [СН2=СН—ОН] ® CH3CHO.
В результате Г. кетена образуется уксусная кислота, а окиси этилена — этиленгликоль:
В перечисленных примерах вода реагирует таким образом, что происходит разрыв связи между атомом водорода и группой OH.
Многие неорганические и некоторые органические вещества образуют с водой твёрдые кристаллогидраты, постоянного состава, которые ведут себя как индивидуальные химические соединения. Так, безводный сульфат меди CuSO4 бесцветен; из его водных растворов кристаллизуется ярко-синий гидрат CuSO4·5H2O — медный купорос, при нагревании которого образуется сначала голубой CuSO4·3H2O, затем CuSO4·H2O белого цвета; при 258°С соль полностью обезвоживается. К этому же типу относится Г. молекул в растворах с образованием гидратов различного состава, находящихся в равновесии друг с другом и водой; например, при растворении спирта образуются гидраты с 3,4 и 8 молекулами H2O. При растворении электролитов происходит Г. ионов, затрудняющая ассоциацию последних. Энергия Г. в значительной степени компенсирует энергию диссоциации электролита; т. о., Г. ионов является одной из главных причин электролитической диссоциации в водных растворах. Образование кристаллогидратов и Г. молекул и ионов в растворах являются частными случаями сольватации, т. е. присоединения молекул растворителя. К Г. относят также процессы, приводящие к связыванию воды за счёт адсорбционных сил (см. Адсорбция). См. также Вода.
В биологических системах при Г. происходит присоединение (связывание) воды различными субстратами организма. Вода, входящая в образующиеся при Г. гидратные оболочки, составляет основное количество т. н. связанной воды протоплазмы клетки. С Г. связаны многие биологические процессы. Так, Г. ионов влияет на их проникновение в клетку, а Г. белков изменяет некоторые их свойства — в частности ферментативную активность.
Процесс, обратный Г., т. е. потеря связанной веществами воды, называется дегидратацией. Г. и дегидратация постоянно происходят в процессах обмена веществ, в частности обмена воды, в организмах.
Гидратообразование
Гидратообразова'ние в природном газе. Многие компоненты природного газа (метан, этан, пропан, изобутан, углекислый газ, азот, сероводород) в соединении с водой образуют т. н. газовые гидраты — твёрдые кристаллические вещества (напоминающие по внешнему виду спрессованный снег), которые при высоких давлениях существуют при положительных температурах.
По структуре «газовые гидраты» — соединения включения (клатраты), которые образуются путём внедрения в пустоты кристаллических структур, составленных из молекул H2O, молекул газа (М). Общая формула газовых гидратов — М·nH2O, где значение n изменяется от 5,75 до 17 в зависимости от состава газа и условий образования гидратов.
При добыче газа гидраты могут образовываться в стволах скважин, промысловых коммуникациях и магистральных газопроводах. Отлагаясь на стенках труб, гидраты резко уменьшают их пропускную способность. Для борьбы с Г. на газовых промыслах вводят в скважины и трубопроводы различные ингибиторы (метиловый спирт, гликоли, 30%-ный раствор CaCl2), а также поддерживают температуру потока газа выше температуры Г. с помощью подогревателей, теплоизоляцией трубопроводов и подбором режима эксплуатации, обеспечивающего максимальную температуру газового потока. Для предупреждения Г. в магистральных газопроводах наиболее эффективна газоосушка. Г. используется для опреснения морской воды (см. Опреснение воды). Запатентован также ряд способов хранения природных и инертных (Ar, Kr, Xe) газов в виде гидратов. В 1970 советскими учёными доказана принципиальная возможность существования в районах распространения многолетней мерзлоты месторождений природного газа в виде гидратов. Создание эффективных методов поисков и эксплуатации таких месторождений позволит значительно увеличить газовые ресурсы.
Лит.: Макогон Ю. Ф., Саркисьянц Г. А,, Предупреждение образования гидратов при добыче и транспорте газа, М., 1966.
Б. В. Дегтярев.
Гидратцеллюлоза
Гидратцеллюло'за, одна из структурных модификаций целлюлозы, имеет тот же химический состав, что и природная целлюлоза, но отличается от неё по свойствам. Г. получают из природной целлюлозы: осаждением из раствора; обработкой целлюлозы концентрированными (17—35%-ными) растворами щелочей и разложением образовавшейся щелочной целлюлозы; этерификацией целлюлозы и последующим омылением сложных эфиров; механическим размолом целлюлозы.
При образовании Г. происходит ослабление межмолекулярных связей, а следовательно и изменение свойств природной целлюлозы. Г., в отличие от природной целлюлозы, обладает более высокой гигроскопичностью, накрашиваемостью, растворимостью и реакционной способностью. Перевод целлюлозы в Г. — одна из стадий получения вискозных волокон и медноаммиачных волокон.
Гидратцеллюлозные волокна
Гидратцеллюло'зные воло'кна, искусственные волокна, получаемые из хлопковой или древесной целлюлозы по вискозному или медноаммиачному способу. Подробнее см. Вискозные волокна, Медноаммиачные волокна.
Гидратцеллюлозные плёнки
Гидратцеллюло'зные плёнки, плёнки, формуемые из щелочных растворов ксантогената целлюлозы (вискозы) или получаемые омылением готовой ацетилцеллюлозной плёнки. Промышленность производит в основном Г. п. из вискозы (т. н. целлофан) целлофановым, транспаритовым или сухим методами.
Наиболее распространён целлофановый метод. Он включает следующие стадии: получение вискозы, формование, отделку и сушку плёнки. Формование, а также последующие стадии проводят на одном агрегате — плёночной машине. Вискозу через тарельчатый фильтр равномерно подают в чугунную фильеру с щелевидным отверстием. Из фильеры вискоза попадает в осадительную ванну (смесь растворов сульфата натрия и серной кислоты), где и происходит формование плёнки. После этого плёнка проходит через последовательно расположенные ёмкости (барки), в которых циркулируют растворы различных реагентов, предназначенных для отделки, крашения, пластификации и промывки. Затем плёнку сушат и сматывают в рулоны.
Транспаритовый метод заключается в формовании плёнки вискозы с помощью разливочного приспособления. Вискозу наносят на поверхность вращающегося барабана диаметром около 3 м, нижняя часть которого погружена в осадительную ванну. По выходе из ванны плёнка сматывается с барабана и подвергается тем же обработкам, что и при целлофановом методе.
Транспаритовый метод позволяет получать плёнку с высокой степенью прозрачности и без «полосатости» (штрихов). К недостаткам метода относят низкую производительность и технологические затруднения при изготовлении основного технологического оборудования.
Сухой метод называют также двухванным, т.к. коагуляцию ксантогената проводят в воздушной среде, а омыление — в растворах кислот или органических растворителях. Вискозу подают тонким слоем на вращающийся барабан, где испаряется основное количество влаги и образуется плёнка, которая подсушивается на барабане различное время (в зависимости от её толщины). Затем плёнку омыляют, промывают горячей водой и сушат.
Г. п. нетоксичны, обладают низкой паро- и влагопроницаемостью, а также высокой стойкостью к действию жиров и микроорганизмов. Г. п., полученная сухим способом, обладает высокими эластичными свойствами. В мокром состоянии прочность Г. п. снижается на 65—70%. Свойства Г. п. из вискозы сильно зависят от способа получения.
Модификация проводится с целью получения Г. п., обладающих большей водостойкостью и пониженной паро- и влагопроницаемостью. Кроме того, модификация облегчает переработку Г. п. в изделия методом тепловой сварки и предотвращает слипание Г. п. при хранении в рулонах. Г. п. модифицируют методами т. н. дублирования (нанесение на Г. п. другого полимера, например полиэтилена, в расплавленном состоянии) и лакирования (нанесение другого полимера в виде лака).
Применение. Лакированную плёнку широко используют в качестве упаковочного материала для жирных мясо-молочных продуктов, очищенных фруктов, кондитерских изделий, сигар и пр. Обычная плёнка используется для упаковки непищевых товаров, а также технических продуктов.
Лит.: Козлов П. В., Брагинский Г. И., Химия и технология полимерных пленок, М., 1965; Роговин З. А., Основы химии и технологии производства химических волокон, 3 изд., т. 1, М., 1964, с. 520.
