Verbum

ГАРАЧАЎСТО́ЙЛІВЫЯ МАТЭРЫЯ́ЛЫ,

металічныя матэрыялы, паверхня якіх не паддаецца хім. разбурэнню пад уздзеяннем паветра або інш. акісляльнага газавага асяроддзя пры высокіх т-рах; неметал. матэрыялы (напр., бетон), што не паддаюцца хім. і мех. разбурэнню пры высокіх т-рах. Гарачаўстойлівасць металаў і сплаваў вызначаецца ўласцівасцямі акаліны, якая перашкаджае дыфузіі газаў у глыб металу і развіццю газавай карозіі металаў.

Гарачаўстойлівая сталь слаба акісляецца пры т-ры больш за 550 °C, што абумоўлена шчыльнай і тонкай плёнкай легіравальных элементаў. Мех. ўласцівасці яе паляпшаюць тэрмаапрацоўкай. Выкарыстоўваецца ў вытв-сці труб, цеплаабменнікаў, дэталей кацельных установак, турбін і інш. Гарачаўстойлівыя сплавы характарызуюцца значным супраціўленнем газавай карозіі металаў пры высокай т-ры (800—1200 °C). Звычайна маюць нікелевую, жалезную або жалеза-нікелевую аснову, а таксама хром, крэмній, алюміній, якія ўтвараюць на паверхні ахоўныя аксідныя плёнкі. Іх гарачаўстойлівасць павышаюць тэрмічнай апрацоўкай, алітаваннем, храміраваннем, нанясеннем розных пакрыццяў. Ідуць на выраб камер згарання, жаравых труб, сапловых лапатак газавых турбін, фарсажных камер і інш. Гарачаўстойлівы бетон захоўвае фіз.-мех. ўласцівасці пры працяглым уздзеянні т-р да 1770 °C і вышэй. Вяжучымі для яго з’яўляюцца гліназёмісты цэмент, вадкае шкло, партланд-цэмент і інш., запаўняльнікамі — тугаплаўкія і вогнетрывалыя горныя пароды, бой вогнетрывалых вырабаў і інш. Ідзе на будаўніцтва цеплавых агрэгатаў, фундаментаў прамысл. печаў і інш. Гарачаўстойлівы чыгун мае ўстойлівасць супраць інтэнсіўнага акіслення і павелічэння памераў у розных газавых асяроддзях пры павышаных т-рах. Ахоўныя вокісныя плёнкі на ім утвараюцца легіраваннем алюмініем, хромам і крэмніем. Ідзе на выраб дэталей пячнога абсталявання, карпусоў гарэлак і інш.

Г.Г.Паніч.

т. 5, с. 52

БА́РЫЮ ЗЛУЧЭ́ННІ,

хімічныя злучэнні, у састаў якіх уваходзіць барый, пераважна ў ступені акіслення +2. Найб. пашыраны аксід, гідраксід барыю, солі барыю (сульфат, хларыд, карбанат, нітрат і інш.). Бясколерныя крышт. рэчывы, ядавітыя, ГДК амаль усіх барыю злучэнняў 0,5 мг/м³. Сыравінай у вытв-сці барыю злучэнняў з’яўляецца барытавы канцэнтрат (80—95% сульфату барыю), які атрымліваюць флатацыяй барыту.

Барыю аксід BaO, t_пл 2017 °C, пры награванні ўзганяецца, шчыльн. 5,7·103 кг/м³. З вадой утварае гідраксід барыю, з кіслотамі, дыяксідам вугляроду — солі. Выкарыстоўваюць у вытв-сці шкла, эмаляў, каталізатараў. Пры награванні ў кіслародзе (500 °C) пераходзіць у пераксід барыю BaO₂ — кампанент піратэхн. сумесяў, адбельвальнікаў для тканін і паперы. Барыю гідраксід Ba(OH)₂, t_пл 408 °C, гіграскапічны, насычаны раствор у вадзе наз. барытавай вадой; моцная аснова. Выкарыстоўваецца як паглынальнік дыяксіду вугляроду, для ачысткі алеяў і тлушчаў, кампанент змазак, аналітычны рэагент на сульфат- і карбанат-іоны. Барыю сульфат BaSO₄, t_пл 1580 °C, шчыльн. 4,5·103 кг/м³, не раствараецца ў вадзе і разбаўленых кіслотах, паглынае рэнтгенаўскае выпрамяненне. Напаўняльнік гумы і паперы (у тым ліку фотапаперы), кардону, кампанент белых мінер. фарбаў, кантрастнае рэчыва ў рэнтгенаскапічных даследаваннях страўнікава-кішачнага тракту (ГДК 6 мг/м³). Барыю карбанат BaCO₃, t_пл 1555 °C (у атмасферы CO₂ пад ціскам 45 МПа), шчыльн. 4,25·103 кг/м³. Дрэнна раствараецца ў вадзе, рэагуе з разбаўленымі салянай і азотнай кіслотамі. Трапляецца ў прыродзе як мінерал вітэрыт. Выкарыстоўваюць у вытв-сці катодаў у электронна-вакуумных прыстасаваннях, аптычнага шкла, эмаляў, палівы, керамічных матэрыялаў, ферытаў, чырв. цэглы. Барыю хларыд BaCl₂, t_пл 961 °C, шчыльн. 3,83·103 кг/м³, раствараецца ў вадзе. Выкарыстоўваецца ў гарбарнай прам-сці для ўцяжарвання і асвятлення скуры, для барацьбы са шкоднікамі ў сельскай гаспадарцы, загартоўкі «хуткарэзнай» сталі. Барыю нітрат Ba(NO₃)₂. Існуе як мінерал нітрабарыт, выкарыстоўваецца ў эмалях і паліве, піратэхніцы. Барыю тытанат BaTiO₃ — сегнетаэлектрык. Барыю храмат BaCrO₄ і манганат BaMnO₄ — адпаведна жоўты і зялёны пігменты.

Літ.:

Ахметов Т.Г. Химия и технология соединений бария. М., 1974.

Л.М.Скрыпнічэнка.

т. 2, с. 336

АЛЮМІ́НІЮ ЗЛУЧЭ́ННІ,

хімічныя злучэнні, у састаў якіх уваходзіць алюміній, пераважна ў ступені акіслення + 3. Бясколерныя, белыя ці шэрыя цвёрдыя рэчывы. Найб. пашыраны алюмінію злучэнні з кіслародам (крышт. алюмінію аксід і аморфны алюмагель, гідраксід алюмінію), солі алюмінію з моцнымі кіслотамі (нітрат, сульфат, галагеніды, фасфаты), комплексныя солі алюмінію (алюмініевы галын, алюмасілікаты), солі алюмініевых кіслот (алюмінаты), алюмінійарган. злучэнні (гл. ў арт. Металаарганічныя злучэнні), нітрыд і гідрыд алюмінію, алюмінію злучэнні з некаторымі больш электрададатнымі, чым алюміній, металамі, напр. арсенід алюмінію.

Алюмінію гідраксід (Al(OH)₃] сустракаецца ў прыродзе ў выглядзе мінералаў — састаўная частка баксітаў, існуе ў трох крышт. і аморфнай мадыфікацыях; не раствараецца ў вадзе, спіртах; амфатэрны, з кіслотамі ўтварае солі, са шчолачамі алюмінаты. Атрымліваюць гідролізам алюмасілікатаў у шчолачным асяроддзі, аморфны — асаджэннем з раствораў соляў алюмінію аміякам. Выкарыстоўваюць для вытв-сці аксіду алюмінію і алюмагелю, як адсарбцыйны сродак у медыцыне. Алюмінію сульфат [Al₂(SO₄)₃], т-ра раскладання больш за 770 °C, раствараецца ў вадзе. Атрымліваецца ўзаемадзеяннем кааліну ці баксіту з сернай кіслатой. Выкарыстоўваюць у вытв-сці алюмініевага галыну, для праклейвання паперы, асвятлення і пазбаўлення колеру вады, як пратраву пры фарбаванні тканін. Алюмінію фтарыд (AlF₃), т-ра ўзгонкі 1279 °C, раствараецца ў вадзе, утварае крышталегідраты. Кампанент электраліту ў вытв-сці алюмінію, таксама флюсаў, эмаляў, керамікі. Алюмінію хларыд (AlCl₃), дыміць на паветры, т-ра ўзгонкі 180 °C, t_пл 192,5 °C, у вадзе гідралізуецца. Атрымліваецца хларыраваннем кааліну, баксіту ці гліназёму. Каталізатар крэкінгу нафты, у рэакцыях алкіліравання. Алюмінію нітрыд (AlN), т-ра раскладання ~2000 °C, дыэлектрык, устойлівы да дзеяння кіслот і шчолачаў пры t 20 °C. Атрымліваюць узаемадзеяннем азоту з алюмініем пры t 1000 °C ці аднаўленнем аксіду алюмінію. Выкарыстоўваецца як вогнетрывалы матэрыял для тыгляў, футровак электролізных ваннаў, для нанясення каразійна- і зносаўстойлівых пакрыццяў на сталь, графіт і інш. Алюмінію гідрыд (AlH₃), т-ра раскладання 105 °C, існуе ў палімерным стане. Выкарыстоўваецца як кампанент цвёрдага ракетнага паліва, аднаўляльнік у арган. Сінтэзе. Алюмінію арсенід (AlAs), т-ра плаўлення 1740 °C, кампанент паўправадніковых цвёрдых раствораў для лазераў, фотадыёдаў, сонечных батарэй.

Л.М.Скрыпнічэнка.

т. 1, с. 292

БІЯСІ́НТЭЗ

(ад бія... + сінтэз),

утварэнне ў жывых арганізмах складаных арган. рэчываў з больш простых злучэнняў пры ўдзеле ферментаў. Гал. функцыі біясінтэзу — ажыццяўленне актыўнага абмену рэчываў, утварэнне і аднаўленне структурных частак клетак і тканак (гл. Анабалізм), што цесна звязана з адначасовым процілеглым працэсам расшчаплення складаных арган. рэчываў на больш простыя (гл. Катабалізм), якія з’яўляюцца крыніцай «будаўнічага матэрыялу» і энергіі для біясінтэзу. У выніку біясінтэзу павялічваюцца памеры малекул, ускладняецца іх структура і павышаецца энергет. патэнцыял.

Пачатковыя пастаўшчыкі энергіі для біясінтэзу — зялёныя расліны і фотасінтэзавальныя бактэрыі, што акумулююць сонечную энергію (гл. Фотасінтэз), а таксама некаторыя інш. бактэрыі, якія выкарыстоўваюць энергію акіслення неарган. злучэнняў (гл. Хемасінтэз). З дапамогай гэтай энергіі аўтатрофныя і хематрофныя арганізмы здольны сінтэзаваць простыя арган. рэчывы з неарган. (гл. Асіміляцыя). Усе іншыя (гетэратрофныя) арганізмы выкарыстоўваюць гатовыя арган. рэчывы як матэрыял і крыніцу энергіі для свайго біясінтэзу (гл. Акісляльнае фасфарыліраванне). Асн. крыніца энергіі для біясінтэзу — распад макраэргічных злучэнняў, пераважна адэназінтрыфосфарнай кіслаты (гл. Біяэнергетыка). Для біясінтэзу некаторых клетачных кампанентаў патрабуюцца таксама багатыя энергіяй атамы вадароду, донарам якіх з’яўляецца нікацінамідадэніндынуклеатыдфасфат (НАДФ). У ходзе біясінтэзу кожны аднаклетачны арганізм, як і кожная клетка мнагаклетачнага арганізма, самастойна сінтэзуе рэчывы, што складаюць яго. Асноўныя з іх — полінуклеатыды (ДНК і РНК), поліцукрыды і бялкі, малекулы якіх разнастайныя па структуры і найбольш складаныя. Утварэнне палімерных арган. злучэнняў з больш простых манамераў суправаджаецца ў кожным выпадку рэакцыяй дэгідратацыі (вывядзеннем малекул вады з рэагуючых злучэнняў). Палімерызацыя адбываецца або «з галавы», або «з хваста». Калі палімерызацыя ідзе «з галавы», актываваная сувязь знаходзіцца на канцы палімеру, што бесперапынна расце, і павінна рэгенерыраваць пры кожным далучэнні манамеру. У гэтым выпадку кожны манамер прыносіць з сабой актываваную групу, якая будзе выкарыстана ў рэакцыі з наступным манамерам дадзенай паслядоўнасці. Калі палімерызацыя ідзе «з хваста», актывізаваная сувязь, якую нясе з сабой новы манамер, будзе выкарыстана для далучэння гэтага манамеру да палімернага ланцуга. Палімерызацыя полінуклеатыдаў і некаторых простых поліцукрыдаў ідзе «з хваста», бялкоў — «з галавы». Характар біясінтэзу, які адбываецца ў клетцы, вызначаецца спадчыннай інфармацыяй, што «закадзіравана» ў геноме.

Біясінтэз можа быць ажыццёўлены і ў эксперым. умовах. У прам-сці шырока выкарыстоўваецца мікрабіял. сінтэз — біясінтэз мікраарганізмамі біялагічна актыўных рэчываў (вітамінаў, некаторых гармонаў, антыбіётыкаў, амінакіслот, бялкоў і інш.). Многія інш. рэакцыі біясінтэзу ўлічваюцца або выкарыстоўваюцца ў розных галінах біятэхналогіі.

Літ.:

Биосинтез белка и нуклеиновых кислот. М., 1965;

Молекулярная биология клетки: Пер. с англ. Т. 1. 2 изд. М., 1994;

Ленинджер А. Основы биохимии: Пер. с англ. Т. 2. М., 1985.

А.М.Ведзянееў.

т. 3, с. 177

БЯЛКІ́,

пратэіны, прыродныя высокамалекулярныя арган. рэчывы, малекулы якіх складаюцца з астаткаў амінакіслот. Адзін з асн. хім. кампанентаў абмену рэчываў і энергіі жывых арганізмаў. Абумоўліваюць іх будову, гал. адзнакі, функцыі, разнастайнасць і адаптацыйныя магчымасці, удзельнічаюць ва ўтварэнні клетак, тканак і органаў (структурныя бялкі), у рэгуляцыі абмену рэчываў (гармоны), з’яўляюцца запасным пажыўным рэчывам (запасныя бялкі). Складаюць матэрыяльную аснову амаль усіх жыццёвых працэсаў: росту, стрававання, размнажэння, ахоўных функцый арганізма (гл. Антыцелы, Імунаглабуліны, Таксіны), утварэння генет. апарату і перадачы спадчынных прыкмет (нуклеапратэіды), пераносу ў арганізме рэчываў (транспартныя бялкі), скарачэнняў мышцаў, перадачы нерв. імпульсаў і інш.; ферменты бялковай прыроды выконваюць у арганізме спецыфічныя каталітычныя функцыі, выключна важнае значэнне ў рэгуляцыі фізіял. працэсаў маюць бялкі.-гармоны. Сінтэзуюцца бялкі з неарган. рэчываў раслінамі і некат. бактэрыямі. Жывёлы і чалавек атрымліваюць гатовыя бялкі з ежы. З прадуктаў іх расшчаплення (пептыдаў і амінакіслот) у арганізме сінтэзуюцца спецыфічныя ўласныя бялкі, дзе яны няспынна разбураюцца і замяняюцца зноў сінтэзаванымі. Біясінтэз бялкоў ажыццяўляецца па матрычным прынцыпе з удзелам ДНК, РНК, пераважна ў рыбасомах клетак і інш. Паслядоўнасць амінакіслот у бялках адлюстроўвае паслядоўнасць нуклеатыдаў у нуклеінавых к-тах. Паводле паходжання і крыніц атрымання бялкоў падзяляюцца на раслінныя, жывёльныя і бактэрыяльныя, паводле хім. саставу — на простыя (некан’югіраваныя) — пратэіны і складаныя (кан’югіраваныя) — пратэіды. Простыя складаюцца з астаткаў амінакіслот, што злучаны паміж сабою пептыднай сувяззю (—NH—CO) у доўгія ланцугі — поліпептыды, складаныя — з простага бялку, злучанага з небялковым арган. ці неарган. кампанентам непептыднай прыроды, т.зв. прастэтычнай групай, далучанай да поліпептыднай часткі. Сярод складаных бялкоў паводле тыпу прастэтычнай групы вылучаюць нуклеапратэіды, фосфапратэіды, глікапратэіды, металапратэіды, гемапратэіды, флавапратэіды, ліпапратэіды і інш. У састаў бялкоў уваходзіць ад 50 да 6000 і больш астаткаў 20 амінакіслот, што ўтвараюць складаныя поліпептыдныя ланцугі. Амінакіслотны састаў розных бялкоў неаднолькавы і з’яўляецца іх важнейшай характарыстыкай, а таксама мерай харч. каштоўнасці. Паслядоўнасць амінакіслот у кожным бялку вызначаецца паслядоўнасцю монануклеатыдных буд. блокаў у асобных адрэзках малекулы ДНК. Вядома амінакіслотная паслядоўнасць некалькіх соцень бялкоў (напр., адрэнакортыкатропнага гармону чалавека, рыбануклеазы, цытахромаў, гемаглабіну і інш.). Парушэнні амінакіслотнай паслядоўнасці ў малекуле бялку выклікаюць т.зв. малекулярныя хваробы. Амінакіслотную паслядоўнасць поліпептыднага ланцуга для малекулы гармону інсуліну ўстанавіў англ. біяхімік Ф.Сэнгер (1953). Звесткі пра колькасць адрозненняў у амінакіслотных паслядоўнасцях гамалагічных бялкоў, узятых з розных відаў арганізмаў, выкарыстоўваюць пры складанні эвалюцыйных картаў, якія адлюстроўваюць паслядоўныя этапы ўзнікнення і развіцця пэўных відаў арганізмаў у працэсе эвалюцыі.

Агульны хім. састаў бялкоў (у % у пераліку на сухое рэчыва): C—50—55, O—21—23, N—15—18, H—6—7,5, S—0,3—2,5, P—1—2, і інш. Малекулярная маса ад 5 тыс. да 10 млн. Большасць бялкоў раствараецца ў вадзе і ўтварае малекулярныя растворы. Па форме малекул адрозніваюць бялкі фібрылярныя (ніткападобныя) і глабулярныя (згорнутыя ў кампактную структуру сферычнай формы); па растваральнасці ў вадзе, растворах нейтральных соляў, шчолачах, кіслотах і арган. растваральніках вылучаюць альбуміны, гістоны, глабуліны, глютэліны, праламіны, пратаміны і пратэіноіды. Бялкі маюць кіслыя карбаксільныя і амінныя групы, таму ў растворах яны амфатэрныя (маюць уласцівасці асноў і к-т). Пры гідролізе яны распадаюцца да амінакіслот; пад уплывам розных фактараў здольныя да дэнатурацыі і каагуляцыі, уступаюць у рэакцыі акіслення, аднаўлення, нітравання і інш. Пры пэўных значэннях pH у растворах бялкоў пераважае дысацыяцыя тых ці інш. груп, што надае ім адпаведны зарад і выклікае рух у электрычным полі — электрафарэз. Структура бялкоў характарызуецца амінакіслотным саставам, парадкам чаргавання амінакіслотных астаткаў у поліпептыдных ланцугах, іх даўжынёй і размеркаваннем у прасторы. Адрозніваюць 4 парадкі (узроўні) структуры бялкоў: першасную (лінейная паслядоўнасць амінакіслотных астаткаў у поліпептыдным ланцугу), другасную (прасторавая, найчасцей спіральная прасторавая канфігурацыя, якую прымае сам поліпептыдны ланцуг), трацічную (трохмерная канфігурацыя, якія ўзнікае ў выніку складвання або закручвання структур другаснага парадку ў больш кампактную глабулярную форму) і чацвярцічную (злучэнне некалькіх частак з трацічнай структурай у адну больш буйную комплексную праз некавалентныя сувязі). Найб. устойлівая першасная структура бялкоў, іншыя лёгка разбураюцца пры павышэнні т-ры, рэзкім змяненні pH асяроддзя і інш. уздзеяннях (дэнатурацыя бялкоў), што вядзе да страты асн. біял. уласцівасцяў. Фарміраванне прасторавай канфігурацыі малекул бялку вызначаецца наяўнасцю ў поліпептыдных ланцугах вадародных, дысульфідных, эфірных і салявых сувязяў, сіл Ван дэр Ваальса і інш. Уласцівасці бялкоў залежаць ад іх хім. будовы і прасторавай арганізацыі (канфармацыі). Наяўнасць некалькіх узроўняў арганізацыі Б. забяспечвае іх вял. разнастайнасць у прыродзе (напр., у клетках бактэрыі Escherichia coli каля 3000 розных бялкоў, у арганізме чалавека больш за 50 000). Кожны від арганізмаў мае ўласцівы толькі яму набор бялкоў, па якім ён можа быць індэнтыфікаваны. Органы і тканкі жывых арганізмаў маюць розную колькасць бялкоў (у % да сырой вагі); 6,5—8,5 у крыві, 7—9 у мозгу, 16—18 у сэрцы, 18—23 у мышцах, 10—20 у насенні злакаў, 20—40 у насенні бабовых, 1—3 у лісці большасці раслін. Па харч. каштоўнасці бялкі падзяляюць на паўнацэнныя (маюць усе амінакіслоты, неабходныя жывёльнаму арганізму для сінтэзу бялкоў сваіх тканак) і непаўнацэнныя (у складзе малекул няма некаторых амінакіслот). Сутачная патрэба дарослага чалавека ў бялках 100—120 г. Арганізм расходуе ўласныя бялкі, калі ў ежы іх менш за норму. Многія прыродныя бялкі і бялковыя ўтварэнні выкарыстоўваюць у прам-сці (напр., для вырабу скуры, шэрсці, натуральнага шоўку, казеіну, пластмасаў і інш.), медыцыне і ветэрынарыі (як лек. сродкі і біястымулятары, напр., інсулін пры цукр. дыябеце, сываратачны альбумін як заменнік крыві, гама-глабулін для прафілактыкі інфекц. захворванняў, бялкі-ферменты для лячэння парушэнняў абмену рэчываў, гідралізатары бялкоў для штучнага жыўлення). Для атрымання пажыўных і кармавых бялкоў выкарыстоўваюць мікрабіял. сінтэз. Вядуцца даследаванні па штучным сінтэзе бялковых малекул (штучна сінтэзаваны фермент рыбануклеаза і інш.). Бялкі — адзін з гал. аб’ектаў даследаванняў біяхіміі, імуналогіі і інш. раздзелаў біял. навукі.

Літ.:

Бохински Р. Современные воззрения в биохимии: Пер. с англ. М., 1987;

Ленинджер А. Основы биохимии: Пер. с англ. Т. 1—3. М., 1985;

Гершкович А.А. От структуры к синтезу белка. Киев, 1989;

Овчинников Ю.А. Химия жизни: Избр. тр. М., 1990.

У.М.Рашэтнікаў.

т. 3, с. 397