Страница 3 из 720
Различают простую и сложную, или комплексную, К. Простая К. — результат взаимодействия растворённого полимера с низкомолекулярным веществом (например, желатины со спиртом или сульфатом натрия). Сложная К. наблюдается при взаимодействии двух полимеров, макромолекулы которых несут противоположные заряды (например, при смешении водных растворов желатины и гуммиарабика). К. возможна при содержании полимера в растворе в количестве десятых и даже сотых долей %, причём концентрация вещества в коацерватных каплях может достигать нескольких десятков %. Поэтому К. используют как метод концентрирования и фракционирования нативных и денатурированных биополимеров (в частности, водорастворимых белков), а также синтетических полимеров. По гипотезе А. И. Опарина о путях возникновения жизни на Земле, К. принадлежит важная роль в сосредоточении белковых веществ в обособленных участках объема окружающей среды. Согласно этой гипотезе, объединение отдельных гидратированных макромолекул в молекулярные «рои» и последующее их скапливание в коацерватных каплях привели к появлению предбиологических систем в водах первичного океана, покрывавшего в отдалённые геологические эпохи земную поверхность (см. Происхождение жизни ).
Лит.: Серебровская К. Б., Коацерваты и протоплазма, М., 1971; Евреинова Т. Н., Концентрирование веществ и действие ферментов в коацерватах, М., 1966; Пасынский А. Г., Коллоидная химия, М.. 1968, с. 166; Colloid Science, [ed. Н. R. Kruyt], v. 2, N. Y. [a. o.], 1949 (статья Н. G. Bunoenberg de Jong).
Л. А. Шиц.
Кобадиан
Кобадиа'н, древний бактрийский город (современное городище Калаи-Мир ) в низовьях р. Кафирниган, на территории Таджикской ССР.
Кобаламины
Кобалами'ны, природные биологически активные кобальторганические соединения. Структурной основой К. является корриновое кольцо, состоящее из 4 пиррольных ядер, у которых атомы азота связаны с центральным атомом кобальта. Наиболее известно три К., различающиеся природой заместителя при атоме кобальта: цианкобаламин , или витамин B12 , и его коферментные формы (см. Коферменты ): метилкобаламин и 5'-дезоксиаденозилкобаламин. Витамин В12 — продукт жизнедеятельности кишечной флоры . Если по какой-либо причине всасывание витамина B12 нарушается, у человека (или животного) развивается авитаминоз B12 . К. отлагаются в печени в виде 5’'-дезоксиаденозилкобаламина, принимающего участие в ряде ферментативных реакций, сопровождающихся внутримолекулярными перегруппировками. Метилкобаламин участвует в биосинтезе аминокислоты метионина, метана и уксусной кислоты. В промышленном масштабе витамин B12 получают методом микробиологического синтеза .
Кобальт
Ко'бальт (лат. Cobaltum), Со, химический элемент первой триады VIII группы периодической системы Менделеева; атомный номер 27, атомная масса 58,9332; тяжёлый металл серебристого цвета с розоватым отливом. В природе элемент представлен одним устойчивым изотопом 59 Со; из полученных искусственно радиоактивных изотопов важнейший 60 Со.
Историческая справка. Окись К. применялась в Древнем Египте, Вавилоне, Китае для окрашивания стекол и эмалей в синий цвет. Для той же цели в 16 в. в Западной Европе стали пользоваться цафрой, или сафлором, — серой землистой массой, которая получалась при обжиге некоторых руд, носивших название «кобольд». Эти руды выделяли при обжиге обильный ядовитый дым, а из продукта их обжига выплавить металл не удавалось. Средневековые рудокопы и металлурги считали это проделками мифических существ — кобольдов (от нем. Kobold — домовой, гном). В 1735 шведский химик Г. Брандт, нагревая в горне с дутьём смесь цафры с углем и флюсом, получил металл, который назвал «корольком кобольда». Вскоре это название было изменено на «кобольт», а затем на «кобальт».
Распространение в природе. Содержание К. в литосфере 1,8·10-3 % по массе. В земной коре он мигрирует в магмах, горячих и холодных водах. При магматической дифференциации К. накапливается главным образом в верхней мантии: его среднее содержание в ультраосновных породах 2·10-2 %. С магматическими процессами связано образование так называемых ликвационных месторождений кобальтовых руд. Концентрируясь из горячих подземных вод, К. образует гидротермальные месторождения; в них Со связан с Ni, As, S, Cu. Известно около 30 минералов К. (см. Кобальтовые руды ).
В биосфере К. преимущественно рассеивается, однако на участках, где есть растения — концентраторы К., образуются кобальтовые месторождения. В верхней части земной коры наблюдается резкая дифференциация К. — в глинах и сланцах в среднем содержится 2·10-3 % К., в песчаниках 3·10-5 , в известняках 1·10-5 . Наиболее бедны К. песчаные почвы лесных районов. В поверхностных водах К. мало, в Мировом океане его лишь 5·10-8 %. Будучи слабым водным мигрантом, К. легко переходит в осадки, адсорбируясь гидроокисями марганца, глинами и др. высокодисперсными минералами.
Физические и химические свойства. При обычной температуре и до 417°С кристаллическая решётка К. гексагональная плотноупакованная (с периодами а = 2,5017 , с = 4,614 ), выше этой температуры решётка К. кубическая гранецентрированная (а = 3,5370 ). Атомный радиус 1,25 , ионные радиусы Co2+ 0,78 и Co3+ 0,64 . Плотность 8,9 г/см3 (при 20°С): t nл 1493° Со , t к ип 3100°С. Теплоёмкость 0,44 кдж/ (кг·К ), или 0,1056 кал/(г· °С); теплопроводность 69,08 вт/ (м·К ), или 165 кал/ (см·сек· °С ) при 0—100 °С. Удельное электросопротивление 5,68·10-8 ом·м, или 5,68·10-6 ом·см (при 0°С). К. ферромагнитен, причём сохраняет ферромагнетизм от низких температур до точки Кюри, Q= 1121 °С (см. Ферромагнетизм ). Механические свойства К. зависят от способа механической и термической обработки. Предел прочности при растяжении 500 Мн/м2 (или 50 кгс/мм2 ) для кованого и отожжённого К.; 242— 260 Мн/м2 для литого; 700 Мн/м2 для проволоки. Твёрдость по Бринеллю 2,8 Гн/м2 (или 280 кгс/мм2 ) для наклёпанного металла, 3,0 Гн/м2 для осажденного электролизом; 1,2—1,3 Гн/м2 для отожжённого.
Конфигурация внешних электронных оболочек атома К. 3d7 4s2 . В соединениях К. проявляет переменную валентность. В простых соединениях наиболее устойчив Со (II), в комплексных — Со (III). Для Со (I) и Co (IV) получены только немногочисленные комплексные соединения . При обыкновенной температуре компактный К. стоек против действия воды и воздуха. Мелко раздробленный К., полученный восстановлением его окиси водородом при 250 °С (пирофорный К.), на воздухе самовоспламеняется, превращаясь в СоО. Компактный К. начинает окисляться на воздухе выше 300 °С; при красном калении он разлагает водяной пар: Со + H2 O = CoO + H2 . С галогенами К. легко соединяется при нагревании, образуя галогениды СоХ2 . При нагревании К. взаимодействует с S, Se, Р, As, Sb, С, Si, В, причём состав получающихся соединений иногда не удовлетворяет указанным выше валентным состояниям (например, Со2 Р, Co2 As, CoSb2 , Со3 С, CoSi3 ). В разбавленных соляной и серной кислотах К. медленно растворяется с выделением водорода и образованием соответственно хлорида CoCl2 и сульфата CoSO4 . Разбавленная азотная кислота растворяет К. с выделением окислов азота и образованием нитрата Co (NO3 )2 . Концентрированная HNO3 пассивирует К. (см. Пассивирование металлов ). Названные соли Со (II) хорошо растворимы в воде [при 25 °С 100 г воды растворяют 52,4 г CoCl2 , 39,3 г CoSO4 , 136,4 г. Со (NO3 )2 ]. Едкие щёлочи осаждают из растворов солей Со2+ синюю гидроокись Со (ОН)2 , которая постепенно буреет вследствие окисления кислородом воздуха до Со (ОН)3 . Нагревание в кислороде при 400—500 °С переводит CoO в чёрную закись-окись Co3 O4 , или CoO·Co2 O3 — соединение типа шпинели . Соединение того же типа CoAl2 O4 или CoAl2 O3 синего цвета (тенарова синь, открытая в 1804 Л. Ж. Тенаром) получается при прокаливании смеси CoO и Al2 O3 при температуре около 1000 °С.